01MOS管的類型與應用
MOS管屬于電壓驅動型器件,廣泛應用于現代電子電路中,常作為電子開關、放大器等功能使用。

圖1.0 NMOS和PMOS
NMOS管與PMOS管 電路符號上的區別:
箭頭往里:NMOS
箭頭往外:PMOS
箭頭的方向代表了負電子的走向。
1.1 應用例子
下圖1.1中列出NMOS以及PMOS管做為電子開關的應用:

圖1.1 NPN及PNP管作開關應用
NMOS方式:控制信號G極為高電平時MOS管導通;低電平時,MOS管斷開。
PMOS方式:控制信號G極為低電平時MOS管導通;高電平時,MOS管斷開。
注意Vgs(th)電壓概念;舉例:規格書中 Vgs(th)=5V,是指導通條件:Vgs = Vg - Vs ≥ Vgs(th)(即G極電壓比S極高至少5V)?。例如,若S極接地(0V),則G極需施加≥5V的電壓才能導通?。
對于 NMOS ,Vgs 是正電壓,當 Vgs 大于門閾電壓時導通。
對于 PMOS ,Vgs 是負電壓,當 Vgs 小于門閾電壓時導通。(和NMOS相反,具體看下面內容)
1.2 應用問題的提出與解答
問題1:老容易忘記,不知道 NMOS和PMOS 哪個引腳是作為電源輸入,怎么辦?
記憶方法:不管是N型還是P型, 只要是MOS管的體二極管的負極(陰極),那就作為電源的輸入端。
體二極管也叫寄生二極管,由于MOSFET的基本結構和制造工藝決定,它的出現是不可避免的;啥是體二極管呢?就是它↓

圖1.2 體二極管
可以把它看做一個普通的二極管,只是寄生在MOS管當中;
而二極管具有單向導電的特性,可以想想,如果你的電源輸入端接在體二極管的正極,那你這個MOS管就失去了它作為開關的意義了(電壓直接通過體二極管流向了負極)。
在一些場景的使用中,需要考慮體二極管所帶來的影響,如:
MOS體二極管的妙用
1、體二極管的正向壓降(Vf)通常比專用二極管高,會增加MOS管的開關損耗,導致MOS管進一步發熱。
2、在高頻開關應用中,體二極管的反向恢復時間(trr)和反向恢復電流(Irr)會對效率和電磁干擾(EMI)產生影響。
3、體二極管的正向壓降會隨溫度的升高而減小(半導體二極管的一個普遍特性),利用這一特性這可以用來監測MOSFET的溫度。需要注意的是,溫度升高也增加了反向飽和電流,這可能導致在反向偏置時的泄漏電流增加,以及在正向偏置時的總功耗增加,因為電流與壓降的乘積代表了功耗。
問題2:在上圖1.1中,為什么NMOS管的負載在電源端?而PMOS管的負載在接地端?如果將N管的負載放在接地端 或者 P管的負載放在電源端會有什么影響呢?

圖1.3 當NMOS負載在接地端時
上圖1.3中,NMOS的門閾電壓Vgs(th)=5V,負載為蜂鳴器。Vgs正常導通則需要克服負載蜂鳴器導通時帶來的壓降;假設蜂鳴器的導通壓降為1V,那么5V+1V=6V,當G極電壓輸入最小為6V時,可以使蜂鳴器鳴響。(為什么需要克服負載壓降?是因為Vgs(th)閾值指的是G對S極壓差)。
當然,如果所有蜂鳴器都是1V壓降,那這個電路是沒有如何問題的,但是,如果購買的蜂鳴器中有恰好一個阻抗較高為1.2V,也就是最低需要5V+1.2V=6.2V時,蜂鳴器才可以正常鳴響。
這就是為什么NMOS管的負載一般會設置在電源端的原因,當負載在電源端時:Vgs是直接到地的(沒有其它壓降);負載在電源端,無論阻抗怎么變化,對控制極(G極)沒有影響,只要Vgs ≥ 5V(不超出最大額定Vgs電壓),管子就可以正常導通。
一般電源端電壓會相對較大一些,所以,負載的阻抗哪怕再大一點,一般也都能滿足。

圖1.4 PMOS管合理接法
說完了NMOS來說一下PMOS,對于PMOS來講,Vgs(th)是負電壓,也就是說在NMOS管那里是G極>S極 5V時導通,而PMOS則是S極>G極 5V導通。自然的,如果PMOS管的負載還接在電源端,則會產生壓降,進而可能影響到管子的導通。所以PMOS管的負載一般接在地信號端。
02 MOS管的關鍵參數
2.1、額定電壓(Vds)
額定電壓是MOS管能夠承受的最大電壓。選擇適當的額定電壓能夠確保MOS管在正常工作范圍內,避免過電壓造成的損壞。

圖2.11 MOS的最大額定電壓
與之相對應的還有一個值:VDSS (有的廠家寫V(BR)DSS或BVDSS),漏-源擊穿電壓(也叫雪崩擊穿電壓):

圖2.12 漏源擊穿電壓-VDSS
這個參數是有條件的,這個最小值30V是在Ta=25℃的值,也就是只有在Ta=25℃時,MOSFET上電壓不超過30V才算是工作在安全狀態。 (Ta:環境溫度)
VDS和VDSS二者的區別:
看似二者相等,但二者還是有著區別的:
VDS:指漏極與源極之間的瞬時電壓,屬于動態電壓,可以隨著電路的工作狀態而變化。
VDSS:是一個靜態額定值,表示在MOSFET關斷(非導通)狀態時,漏極和源極之間能夠安全承受的最大電壓。
同時VDSS有著正溫度系數特性, 也就是說溫度升高時VDSS的值可能增加;但是,如果電源用在寒冷的地方,環境溫度低到-40℃甚至更低的話,它的耐壓值反而會減小。所以在MOSFET使用中,我們都會保留一定的VDS的電壓裕量。
VDSS 和 漏-源導通電阻 Rds(on) 之間存在正相關的關系,因此,在增加 VDSS 的余量也會增加 Rds(on)。
2.2、閾值電壓(VGS(th))
VGS(th)又被稱之為門閾電壓 或 開啟電壓,指MOS管導通所需的門源電壓,是MOS管在導通和截止狀態之間的臨界電壓。
NMOS導通條件:
當柵極(G極)輸入電壓 > 閾值電壓時,MOS管進入導通狀態。
當柵極(G極)輸入電壓 < 閾值電壓時,MOS管進入截止狀態。

圖2.21 NMOS的導通電壓
上圖為NMOS的導通電壓,PMOS則為負壓(導通條件與NMOS相反)。
一般柵極(G極)輸入電壓在4~10V左右可以使MOS管完全導通;
此外,還需要注意絕對最大參數:

圖2.22 VGS絕對最大值
這代表了 柵極(G極) 與 源極(S極) 之間所能施加的最大電壓值。
2.3、最大電流(Id)
最大電流是MOS管能夠承受的最大電流值。在選型時,需要根據實際應用中電流的最大值來選擇合適的MOS管,以確保其能夠穩定工作并不易受到過載的影響。 如果流過的電流超過該值,會引起MOS管擊穿的風險。

圖2.3 最大持續電流Id
另外它下方的 IDM 參數表示的是漏源之間可承受的單次脈沖電流強度,如果超過該值,會引起擊穿的風險。此參數會隨 結溫Tj 的上升而有所減額。
一般降額50%以上使用,避免工作溫度過高。(舉例:電路需流過最大3A的電流,則選擇Id為6A的mos管)。
2.4、跨導(gm)
有的廠家在數據手冊中寫gfs,有的是寫gm,但本質相同,只是在某些數據表或文獻中使用不同的命名,統稱都是跨導。
在VDS為某一固定數值的條件下,漏極電流的微變量和引起這個變化的柵源電壓微變量之比稱為跨導。

圖2.4 跨導系數
它們的單位通常是西門子(S),或者更常見的毫西門子(mS)。
gm定義為在靜態工作點上,漏極電流隨柵源電壓變化的斜率,即:

gm反映了柵源電壓對漏極電流的控制能力;是輸出端電流的變量受輸入端電壓變化的比值。
gm如同三極管的β,是衡量MOS管的放大能力標識之一。
一般在 十分之幾 至 幾mA/V的范圍內;
小功率管gm可以做大,大功率管gm一般都很小;
跨導的大小反映了MOSFET作為電壓控制電流源的效率,大的跨導意味著MOSFET對柵極電壓的變化更加敏感,從而能夠更有效地控制漏極電流。
gm過小會導致MOSFET關斷速度降低,關斷能力減弱;過大會導致關斷過快,EMI特性差,同時伴隨關斷時漏源會產生更大的關斷電壓尖峰。
在電路設計中,高的gm值通常有利于提高增益和線性度。
2.5、開關速度(Switching Speed)
開關速度是指MOS管從導通到截止(或截止到導通)所需的時間。
規格書中通常需要查看以下幾個關鍵參數:
Qg:總輸入電荷(Total Gate Charge),它表示為給定的控制電壓下,從MOSFET的源極和漏極之間傳輸到柵極的總電荷量。Qg 的大小直接影響MOSFET的響應速度,因為更大的Qg意味著更多的電荷需要被注入或移除,從而導致更長的開關時間。一般來說,Qg 越小,MOSFET 的開關速度越快。
Qgs:柵-源電荷(Gate-Source Charge),Qgs是柵極和源極之間的電容在柵極電壓從0V上升到特定驅動電壓時累積的電荷量。這部分電荷主要用于克服MOSFET內部的柵源電容,幫助建立起控制溝道的電場。
Qgd:柵-漏電荷(Gate-Drain Charge),表示在柵極和漏極之間的電荷量。Qgd 也是影響MOSFET開關速度的重要因素,特別是在MOSFET從導通到截止時,Qgd 的快速移除對于減少開關時間至關重要。
td(on):導通延遲時間(Turn-On Delay Time ),這是指從控制端信號變化到MOSFET開始導通的時間。這個時間越短,開關速度越快。
td(off):截止延遲時間(Turn-Off Delay Time ),這是指從控制端信號變化到MOSFET完全截止的時間。截止延遲時間越短,開關速度越快。
tr:上升時間(Rise Time),這是指從MOSFET開始導通到達到特定電壓百分比(例如從10%上升到90%)所需的時間。通常用 tr 表示。
tf:下降時間(Fall Time),這是指從MOSFET開始截止到電壓下降到特定電壓百分比所需的時間。通常用 tf 表示。

圖2.5 MOS管的開關參數
為了最小化切換時間,設計時需要關注以下幾個方面:
選擇低輸入電容(Ciss)的MOSFET,因為柵極電容的充電和放電時間直接影響切換時間。
提供足夠的驅動電流,以便快速給柵極電容充電和放電。
優化電路設計,減少寄生電感和電阻,這些都會增加切換時間。
考慮溫度對MOSFET特性的影響,高溫可能會增加切換時間。
這些參數共同構成了MOSFET的總切換時間。并且在高速開關應用中,縮短切換時間是非常重要的,因為它直接影響到開關損耗和效率。MOSFET的切換時間越短,其在開關過程中消耗的能量就越少,從而可以實現更高的開關頻率和效率。
2.6、導通電阻(Rds(on))
導通電阻Rds(on)是指當MOS管處于完全導通狀態時,從漏極(D)到源極(S)之間的電阻。導通電阻越小則MOS管的導通能力越強,能夠更好地滿足高功率負載需求。
相反的,導通電阻大則會相應造成大的MOS導通損耗(熱損耗)。因此,在選型時應盡量選擇導通電阻較小的MOS管。(注:相同型號管子并聯也可降低導通電阻)。

圖2.6 MOSFET的導通電阻
2.7、溫度特性(Temperature Coefficient)
溫度特性描述了MOSFET的性能會隨著溫度的變化而變化。在選型時,需要考慮MOS管在實際應用中的工作溫度范圍,并選擇具有良好溫度特性的MOS管,以確保其在不同溫度下的穩定性。
溫度特性變化這主要體現在以下幾個方面:
1. 閾值電壓(Vth)變化:
對于n溝道MOSFET,閾值電壓通常隨溫度升高而略微增加。
對于p溝道MOSFET,閾值電壓隨溫度升高而降低。
2. 飽和電流(Idsat):
飽和電流在一定范圍內隨溫度的升高而增加。這是因為載流子的遷移率雖然會下降,但載流子濃度的增加可以補償這一影響。
3. 導通電阻(Rds(on)):
Rds(on)會隨溫度的升高而增加。這是由于溫度升高導致半導體材料的電阻率增加。
4. 柵極至源極電容(Cgs):
溫度對Cgs的影響較小,但在非常高的溫度下,Cgs可能會略有增加。
5.柵極至漏極電容(Cgd):
Cgd受溫度的影響也不大,但在高溫條件下可能略有增加。
6. 熱穩定性:
MOSFET在高溫下可能會經歷退化,尤其是當器件長時間工作在接近最大結溫時。這可能導致性能下降或壽命縮短。
7. 熱阻:
器件的熱阻決定了其散熱效率。低熱阻意味著更好的熱性能,有助于保持較低的結溫。
8.雪崩擊穿電壓:
高溫下,MOSFET的擊穿電壓可能會降低,從而影響其可靠性。
9. 寄生二極管正向壓降:
在體內二極管中,正向電壓降隨溫度升高而減小。
2.8、封裝類型(Package Type)
封裝類型是指MOS管的外觀尺寸和結構。封裝類型對MOS管的安裝和散熱等方面有影響,不同的封裝類型適用于不同的應用場景。在選型時,需要根據實際應用需求選擇合適的封裝類型。

圖2.8 MOS管封裝類型
2.9、可靠性與質量
不同廠家的產品可靠性及質量都不相同,選擇可靠的廠商是保證產品能夠穩定工作的重要因素;以下是例舉的一些知名的MOSFET制造廠商:
英飛凌 (Infineon)
安森美半導體 (onsemi)
意法半導體 (STMicroelectronics)
東芝 (Toshiba)
華潤微電子
士蘭微電子 (Silan Microelectronics)
安世半導體 (Nexperia)
AOS (Alpha & Omega Semiconductor)
威世 (Vishay)
德州儀器 (Texas Instruments, TI)
無錫新潔能
03 MOS管的工作損耗
MOSFET在工作時會產生多種類型的損耗,這些損耗主要來源于MOS管在不同狀態下的行為特征。以下是MOS管在開關電源和其他應用中的主要工作損耗類型:
3.1 主要工作損耗
1. 導通損耗(Pon):
由導通電阻引起的導通損耗計算公式如下:
1)MOS管處于一直導通狀態的:
當MOS管處于完全導通狀態時,會有電流流過其漏極和源極。這個電流在MOS管的導通電阻(Rds(on))上會產生電壓降,從而導致功耗。導通損耗可以表示為:

Pon 是導通狀態下的功率損耗;
Ids是漏極至源極電流(DC直流:用平均電流計算;AC交流:用RMS電流計算),單位A(安培)。
Rds(on)是MOS管的導通電阻,單位Ω(歐姆)。
舉例:MOS管DS極流過電流為5A,導通電阻Rds(on)為32mΩ,計算:
導通電阻R=32mΩ=0.032Ω

2)MOS管周期性地在導通和截止之間切換的:
在開關電源等應用中,MOS管不是一直保持在導通狀態,而是周期性地在導通和截止之間切換。實際的導通損耗需要考慮到MOS管在一個開關周期內導通狀態所占的比例,即占空比(Duty Cycle),那么導通損耗的計算公式變為:

或者簡化為:

D 是占空比(導通時間與整個開關周期時間的比值);
fsw 是開關頻率;
Ton 是導通時間。
3)流過MOS管電流波形不是純直流而是脈沖或交流時:
在某些情況下,特別是當電流波形不是純直流而是脈沖或交流時,可能需要使用電流的有效值而不是平均值來更準確地計算損耗。損耗計算公式變為:

Ids(rms) 是電流的有效值。
如電流為交流正弦10A,那么正弦電流有效值則為:10A/1.414=7.07A;以7.07A帶入計算。
2. 截止損耗(Poff):
MOS管即使在關斷狀態下,MOS管也會存在少量漏電流Idss,這會導致靜態功耗。這種漏電流在高電壓下通過MOS管的寄生二極管,也會造成一定的功率損耗。截止損耗可以表示為:

Vds(off)是MOS管截止狀態下的漏源電壓。
Idss是關斷狀態下的漏電流
注:Vds(off) 并不是說MOS管在截止狀態下本身產生了電壓,而是指在截止狀態下,如果漏極和源極之間存在電壓差,那么這個電壓差將與微小的漏電流一起產生功率損耗。
另外,在大多數情況下,MOS管的截止損耗通常非常小,只有在特定的應用場景下才需要考慮。例如:在電池供電的電路中,即使很小的漏電流也可能導致電池電量的顯著損失。此外,在一些需要長時間保持關閉狀態的電路中,如某些電子開關或待機模式的電路,也需要關注截止損耗。
3. 開關損耗(Psw):
開關損耗發生在MOS管從導通狀態切換到截止狀態,或反之亦然的過程中。在這個過渡階段,MOS管同時承受電壓和電流,因此會消耗能量。開關損耗可以分為兩部分:開啟損耗和關斷損耗,它們可以表示為(簡化模型):

系數0.5是因為將MOS管導通曲線看成是近似線性,折算成面積功率,系數就是0.5
Vin是輸入電壓
Io是輸出電流
fsw為開關頻率
tr 和 tf 是MOS管的上升時間和下降時間,分別指的是漏源電壓從90%下降到10%和漏源電壓從10%上升到90%的時間,可以近似看作米勒平臺的持續時間。
影響開關損耗的其他因素:
米勒電容 (Cgd):MOS管的柵極和漏極之間的米勒電容會影響開關時間,進而影響開關損耗。
柵極電荷 (Qg):驅動MOS管所需的柵極電荷也會影響開關損耗。
開關頻率 (fsw):更高的開關頻率會導致更高的開關損耗,因為開關事件更頻繁地發生。
4. 米勒平臺損耗(PMiller):
在MOS管的開關過程中,柵極和漏極之間存在一個寄生電容,通常稱為米勒電容(Cgd)。當MOS管開始導通時,這個電容會被充電,直到柵源電壓(Vgs)達到閾值電壓(Vth),此時MOS管完全導通。在這個過程中,柵極(G極)電壓會暫時停滯在一個平臺上,這就是所謂的米勒平臺。

圖3.11 米勒平臺

圖3.12 MOS的寄生電容
寄生電容的叫法:
Cgd(Crss): 柵極至漏極電容、米勒電容、反向傳輸電容、反饋電容;
Cgs:柵極至源極電容、輸入電容(某些情況下可被視為輸入電容);
Cds:源極至漏極電容、輸出電容(某些描述中被稱為輸出電容)、結電容;
Ciss:輸入電容,Ciss=Cgd+Cgs;
Coss:輸出電容,Coss=Cgd+Cds;
由于米勒電容的存在,柵極電壓的上升速度減慢,從而延長了開關時間。在這段時間內,MOS管處于部分導通狀態,即在高阻抗和低阻抗狀態之間。此時,電流可以通過MOS管,但由于MOS管并未完全導通,它仍然具有較高的導通電阻(Rds(on)),這會導致功率損耗。
5. 柵極驅動損耗(Pgs):
柵極驅動損耗(Pgs)是指在驅動MOSFET的柵極進行開關操作時所消耗的能量。柵極驅動損耗是由柵極電荷(Qg)的充放電過程中電流通過柵極驅動電路的電阻而產生的。
柵極驅動損耗可以通過下面的公式來計算:

Vgs是柵極驅動電壓
Qg 為總驅動電量,可通過器件規格書查找得到
fs為開關頻率
影響柵極驅動損耗的因素:
柵極電荷(Qg):柵極電荷與MOSFET的柵極電容有關,包括柵極至源極電容(Cgs)和柵極至漏極電容(Cgd)。更大的柵極電容意味著更多的柵極電荷需要在開關過程中充放電,從而導致更高的柵極驅動損耗。
開關頻率(fs):高頻開關應用中,開關周期更快,柵極驅動損耗會相應增加,因為柵極電荷的充放電過程更頻繁。
柵極驅動電壓(Vgs):更高的柵極驅動電壓意味著在柵極電荷充放電過程中,通過柵極驅動電路的電流更大,從而導致更大的功率損耗。
6. 體內寄生二極管正向導通損耗Pd_f:
寄生二極管正向導通損耗(Pd_f)指的是當MOSFET處于關斷狀態,但由于電路拓撲的原因,二極管被正向偏置而導通時,電流流過二極管所產生的功率損耗。這種損耗通常發生在以下兩種情況:
續流路徑: 在開關電源或電機驅動等應用中,當MOSFET關斷時,寄生二極管可以為電路中的電感提供一個續流路徑。在電感電流通過二極管時,由于二極管的正向壓降(Vf),會在二極管上產生損耗。
整流作用: 在某些拓撲結構中,如半橋或全橋轉換器,當一個MOSFET關斷時,另一個MOSFET的體二極管可能會被用來整流回路中的電流,這同樣會導致正向導通損耗。
正向導通損耗可以通過下面的公式計算:

If是通過二極管的正向電流
Vf是二極管的正向壓降;實際應用中,Vf可能會隨著電流的增加而略有增加。
7. 體內寄生二極管反向恢復時間損耗Pd_recover:
當MOSFET用作開關器件時,尤其是在高速開關電源中,體二極管的反向恢復特性會對電路的性能產生顯著影響,特別是產生所謂的反向恢復損耗(Reverse Recovery Losses)。
1)反向恢復過程:
當體二極管正向導通后突然反向偏置時,不會立即阻止電流流動,因為二極管內部存儲了一些電荷。在反向偏置初期,體二極管會繼續導通一段時間,形成反向恢復電流。這個過程稱為反向恢復過程,它包括兩個階段:
存儲電荷釋放:這是由于正向導通期間積累的電荷需要時間來重新組合和清除。
勢壘建立:在電荷釋放之后,二極管的PN結需要時間來重新建立其勢壘,從而阻止反向電流。
2)反向恢復損耗:
反向恢復損耗發生在二極管從正向導通狀態轉換到反向阻斷狀態的過程中。在反向恢復期間,二極管同時承受反向電壓和反向電流,這導致能量在二極管中以熱的形式耗散,即產生了損耗。反向恢復損耗可以用下面的公式計算:
Vdr是二極管反向電壓。
Qrr是二極管的反向恢復電荷。
fs是開關頻率。
3)存在的影響:
反向恢復損耗會降低開關電源的效率,增加發熱,有時還會引起EMI(電磁干擾)問題。在高頻應用中,反向恢復損耗可能成為總損耗中的主要部分,因此在設計中需要特別注意。
3.2 降低損耗的方法
1、減少導通損耗的方法:
選擇低導通電阻的MOS管:選擇具有較低Rds(on)的MOS管可以顯著降低導通損耗。
散熱設計:溫度升高會導致導通電阻增大,良好的散熱設計有助于維持較低的溫度,從而減少導通電阻。
電流管理:通過限制或調節通過MOS管的電流,可以減少導通損耗。
2、減少截止損耗的方法:
選擇低漏電流的MOS管:選擇具有更低漏電流規格的MOS管可以減少截止狀態下的損耗。
使用適當的偏置電壓:確保柵源電壓 (Vgs) 低于閾值電壓 (Vth) 以確保MOS管完全截止。
使用更高級別的封裝:某些封裝技術可以更好地隔離漏極和源極,從而減少漏電流。
3、減少開關損耗的方法:
提高開關速度:通過減小柵極電阻 (Rg) 或使用高性能驅動器,可以減少開關時間,從而降低開關損耗。
選擇合適的MOS管:選擇具有較低米勒電容 (Cgd) 和柵極電荷 (Qg) 的MOS管。
優化電路設計:使用適當的布局和布線技術以減少寄生元件的影響。
采用軟開關技術:通過使用零電壓開關 (ZVS) 或零電流開關 (ZCS) 技術,可以在沒有電壓或電流的情況下進行開關操作,從而顯著降低開關損耗。
4、減少米勒平臺損耗的方法:
降低柵極電阻 (Rg):減少柵極驅動電阻可以加快柵極電容的充電/放電速率,縮短米勒平臺時間。
選用低米勒電容的MOS管:選擇米勒電容Cgd較小的MOS管可以減少米勒平臺時間,從而降低損耗。
使用適當的驅動電路:設計良好的驅動電路可以提供足夠的電流來快速充電和放電米勒電容。
優化開關波形:通過控制開關波形,例如使用斜坡控制或者軟開關技術,可以減少米勒平臺的影響。
5、減少柵極驅動損耗的方法:
優化柵極驅動電路:減小柵極驅動電路的輸出阻抗和外部柵極電阻,以減少電流通過這些阻抗時的功率損耗。
選擇低Qg的MOSFET:選擇柵極電荷較低的MOSFET,特別是在高頻應用中,這可以減少每次開關操作的柵極驅動損耗。
降低開關頻率:雖然這可能會影響電路的動態性能,但在某些情況下,降低開關頻率可以顯著減少柵極驅動損耗。
使用軟開關技術:軟開關技術,如零電壓開關(ZVS)或零電流開關(ZCS),可以減少開關瞬態,從而減少柵極驅動損耗。
6、減少寄生二極管正向導通損耗的方法:
使用肖特基二極管:肖特基二極管具有比傳統PN結二極管更低的正向壓降,因此在需要低正向壓降的場合,可以選擇帶有內置肖特基二極管的MOSFET或并聯一個肖特基二極管。
同步整流:在一些開關模式電源中,可以使用另一只MOSFET來代替體二極管進行續流,這種方法稱為同步整流。由于MOSFET的導通電阻遠小于二極管的正向壓降,因此可以大大減少損耗。
優化電路設計:通過改進電路設計,比如使用軟開關技術,可以減少二極管導通的時間,從而降低損耗。
7、減少體二極管的反向恢復損耗的方法:
選擇體二極管特性良好的MOSFET:某些MOSFET的設計會專門優化體二極管的反向恢復特性,減少QRR。
使用肖特基二極管:肖特基二極管沒有存儲電荷,所以沒有反向恢復過程,適用于要求快速開關的場合。
同步整流:在一些電路設計中,可以使用另一個MOSFET替代體二極管的功能,這種方法稱為同步整流,可以大大減少反向恢復損耗。
電路設計優化:通過優化電路設計,例如使用零電壓開關(ZVS)或零電流開關(ZCS)技術,可以減少開關過程中的反向恢復損耗。
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原文標題:MOS管的應用、選型關鍵參數、工作過程的損耗做分析
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詳解MOS管的關鍵參數和工作損耗
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