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MOS 管参数解释0 U# C) i0 A* f9 B( q N* Y7 B
MOS 管介绍2 F' l* Z" L6 U$ G" x( |0 @4 c
在使用 MOS 管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，一般都要考虑MOS 的导通电阻，最大电压等，! |4 u( E1 V6 Z @0 z" s
最大电流等因素。
1 T4 {9 q/ E: w: P* o: ]9 hMOSFET 管是FET 的一种，可以被制造成增强型或耗尽型，P 沟道或N 沟道共4 种类型，一般主要应用! E" b$ d( i4 Y" x
的为增强型的NMOS 管和增强型的PMOS 管，所以通常提到的就是这两种。
- j! c& Q3 o( Q% }( S% P! w这两种增强型 MOS 管，比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小且容易制造。所以开关电源和马达驱动& P: R0 L# C g2 a, E
的应用中，一般都用NMOS。. E3 ~# p ~: z; _6 a( T: M& Z
在 MOS 管内部，漏极和源极之间会寄生一个二极管。这个叫体二极管，在驱动感性负载(如马达)，这个
$ p# \4 }5 V B0 a二极管很重要，并且只在单个的MOS 管中存在此二极管，在集成电路芯片内部通常是没有的。( e( I$ O9 L( w+ E
MOS 管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容; K4 x/ _& _5 Z& L
的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免。- W; O1 `" m' K1 b4 m f
MOS 管导通特性
6 Q" F: ]# y) _) C导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。
( H1 ~! B4 h* U Z# }+ x# ^, L" G8 p- bNMOS 的特性，Vgs 大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况(低端驱动)，只要栅极电压达到
" b5 u) F& U/ v! n一定电压（如4V 或10V, 其他电压，看手册）就可以了。# o: [7 b) u, t+ U
PMOS 的特性，Vgs 小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC 时的情况(高端驱动)。但是，虽然P
6 o A8 T8 p( h. ^$ ?MOS 可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通
$ b/ k! W5 K& m6 I, G8 D G常还是使用NMOS。
& j C* T' W! F+ cMOS 开关管损失
' p8 h7 n' f2 E不管是 NMOS 还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，因而在DS 间流过电流的同时，两端还会有电压，( L# R* ^4 \0 T+ d. B
这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS 管会减
( j, a- d1 x4 H; X小导通损耗。现在的小功率MOS 管导通电阻一般在几毫欧，几十毫欧左右
# o4 U8 J* G' x- K) C4 ?* f* I0 tMOS 在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。MOS 两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有8 N/ Z; Y6 J# `: d( {; l; a) |3 s3 j
一个上升的过程，在这段时间内，MOS 管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损失。通常开关损失比9 I' M0 c; D1 [6 x% `
导通损失大得多，而且开关频率越快，导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大。降低开) N1 i0 e: g7 e' J" K* y
关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都' E: h* V5 c `2 P" |: a; N
可以减小开关损失。& N% Z1 c: `- j$ Z
MOS 管驱动
{' ^" A/ o+ c+ KMOS 管导通不需要电流，只要GS 电压高于一定的值，就可以了。但是，我们还需要速度。
& v5 B' B7 O3 w- u在 MOS 管的结构中可以看到，在GS，GD 之间存在寄生电容，而MOS 管的驱动，实际上就是对电容的* o0 i8 }; D6 }# s5 }9 X0 ~
充放电。对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路，所以瞬间电流会比较
/ m# Y* u$ B! S4 p大。选择/设计MOS 管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。4 N" j4 b9 K7 T$ o
普遍用于高端驱动的NMOS，导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS 管导通时源极 G! H! B! `5 b9 @3 q, }# j; `
电压与漏极电压(VCC)相同，所以这时栅极电压要比VCC 大(4V 或10V 其他电压，看手册)。如果在同, y3 ` y/ ^5 X% |0 r' i3 }$ G7 c1 S
一个系统里，要得到比VCC 大的电压，就要专门的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵，要注; g {4 m7 j8 W0 n- U4 a6 i4 t
意的是应该选择合适的外接电容，以得到足够的短路电流去驱动MOS 管。) A: R( }% m/ W! s8 a- ]; A2 m6 Z
Mosfet 参数含义说明( [* B! G W/ e' N
Features:
; h' j2 ?' `: ]8 r) jVds： DS 击穿电压.当Vgs=0V 时，MOS 的DS 所能承受的最大电压
: v: z4 |) R6 s* r; n) H& ~Rds(on)：DS 的导通电阻.当Vgs=10V 时，MOS 的DS 之间的电阻% R2 j" E" U2 A0 l; S
Id： 最大DS 电流.会随温度的升高而降低& y; h' ]3 q, n$ B, o% [) q
Vgs: 最大GS 电压.一般为：-20V~+20V
2 @& e' D; D) @, v* {$ Y8 vIdm: 最大脉冲DS 电流.会随温度的升高而降低，体现一个抗冲击能力，跟脉冲时间也有关系3 J) @" q, M7 v+ U% [
Pd: 最大耗散功率! r$ I' F$ ~% X" I
Tj: 最大工作结温，通常为150 度和175 度
9 w$ i6 Q2 ^! s: r3 F/ m+ k0 |Tstg: 最大存储温度: b. ?. y2 V' x
Iar: 雪崩电流4 ~" l5 H! n9 q1 `* n( }
Ear: 重复雪崩击穿能量0 S: x. L; T, f2 t
Eas: 单次脉冲雪崩击穿能量
0 `: D7 B0 k x! N5 S! k: a9 [! EBVdss： DS 击穿电压
& F' K" V, w- a2 j) gIdss: 饱和DS 电流，uA 级的电流# N% h# x o6 g% i6 l" u
Igss: GS 驱动电流，nA 级的电流.
0 g+ A; c# u7 @* h* h1 T. ]8 Ogfs: 跨导* s* b4 L$ _( V$ @) Q W
Qg: G 总充电电量( B V A" m, U+ i+ S" v
Qgs: GS 充电电量7 L" f" [+ P$ `( O0 y
Qgd: GD 充电电量* n4 r0 x( m N$ X% C% q9 x
Td(on): 导通延迟时间，从有输入电压上升到10%开始到Vds 下降到其幅值90%的时间, G: o: f: x$ g, m( K4 L
Tr: 上升时间，输出电压 VDS 从 90% 下降到其幅值 10% 的时间
4 A$ ]6 W" Q) i8 y* dTd(off): 关断延迟时间，输入电压下降到 90% 开始到 VDS 上升到其关断电压时 10% 的时间# g( q8 n* f) F4 F
Tf: 下降时间，输出电压 VDS 从 10% 上升到其幅值 90% 的时间 ( 参考图 4) 。
* h3 r0 R0 f! \1 d+ _Ciss: 输入电容，Ciss=Cgd + Cgs.
' k9 K, o! W; h/ F+ ~7 M5 h3 \Coss: 输出电容，Coss=Cds +Cgd.: i+ a! y) U2 W; H8 K/ |
Crss: 反向传输电容，Crss=Cgc. |
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发表于 2020-4-22 15:41
