在設計高性能電路時，使用并聯功率MOSFET是增加電流能力和優化電源管理的重要途徑。然而，如果不解決并聯MOSFET性能優化問題，可能會導致設計中出現電流不平衡和溫度控制等問題。本文詳細介紹了并聯功率MOSFET設計中的要點和常見誤解，幫助您更好地了解如何優化并聯功率MOSFET。

一、并聯功率MOSFET的應用背景

在電力電子領域，并聯功率MOSFET用于控制大電流負載并降低單個器件的功耗，特別是在需要通過連接多個器件進行高效功率處理的應用場景中。這種方法廣泛用于減少損耗。并聯設備所需的MOSFET可以有效地分散每個MOSFET必須承受的負載，從而減少單個設備上的熱負載。然而，實現理想的并聯電流平衡并不容易，電路設計時必須平衡參數，讓每個MOSFET有效參與功率分配，同時避免因故障而導致性能下降，必須仔細調整以確保每個MOSFET可以在相同負載條件下平衡電流。電路的對稱設計大大減少了電流擁擠，特別是在高速應用中。并聯MOSFET之間的對稱布局和最小干擾使電流能夠均勻分配到各個器件，從而提高整體電路的穩定性和效率。布局對稱性直接影響工作電流。每個MOSFET的溫度分布不僅有助于平衡電流分布，還可以減少過流尖峰對MOSFET性能的影響。

二、柵極驅動電阻

柵極驅動電阻是調節并聯MOSFET性能的關鍵元件之一。適當的柵極電阻可以有效防止電流不平衡，減少柵極振蕩。由于每個MOSFET在開關過程中都有不同的延遲時間，因此設計中必須配置獨立的柵極電阻，以適應MOSFET不同的開關速度，并防止開關過程中突然出現電流浪涌。此外，還應注意MOSFET柵源閾值電壓（VGSth）的一致性。如果不同的MOSFET具有顯著不同的VGSth值，它們在導通或截止期間的開關速度將不一致，從而產生暫時的不平衡。建議在并聯設計中使用接近VGSth值的MOSFET，調整柵極電阻以確保電流穩定并平衡開關時間。

三、溫度和電源管理方面的誤解

并聯MOSFET的應用之一是忽略熱管理問題的常見誤解。通常，多個MOSFET安裝在同一個散熱器上。將它們放置在同一銅層上可防止電流進一步集中到單個MOSFET中，從而增加熱負載。因此，必須小心避免MOSFET過熱。不良的熱管理會導致電流集中在單個MOSFET中。我們建議在設計中包含熱仿真工具，以準確評估電路的散熱情況。

四、避免增加柵極電容和寄生電感

在并聯MOSFET中，附加電容可能會導致不穩定的電流和電壓-電流變化。同時，電路中的寄生電感必須最小化。當MOSFET開關時，寄生電感允許電流沿相反方向流動，從而避免不必要的額外電容。這是提高MOSFET穩定性的有效手段。

五、優化并聯MOSFET的動態和靜態特性

靜態電流平衡和動態開關特性是并聯MOSFET的兩個重要考慮因素。每個MOSFET的RDSon對電流分布有顯著影響。為了避免電流集中在低RDSon的MOSFET中，設計時應選擇窄RDSon的MOSFET。不同MOSFET的VGSth開關延遲不同，這會導致開關期間的電流不平衡，因此需要確保正常工作時電流分布均勻。為了在動態操作中實現電流平衡，建議選擇具有一致開關延遲和閾值電壓的MOSFET。

六、實際應用示例：使用并聯MOSFET的降壓電源設計

并聯MOSFET廣泛應用于大電流DC-DC降壓電源的設計中。以采用LTC3856芯片設計的降壓電源為例，支持并聯MOSFET形成兩相降壓架構，每相可輸出高達25A的電流，電流可有效分配，單個MOSFET只需承載總電流的一小部分。這不僅減少了單個設備的損耗，還提高了整體供電的可靠性。

七、提高并聯功率穩定性MOSFET應用

并聯功率MOSFET在優化電路性能和增加載流能力方面具有顯著優勢。然而，要實現真正卓越的性能，需要仔細考慮電路布局、柵極驅動電阻選擇、熱耦合設計等。有效的電流平衡、適當的溫度控制以及避免不必要的柵極電容和寄生電感造成的干擾是優化并聯功率MOSFET性能的重要措施。