通俗講解MOSFET【入門須看】
2018/11/13 10:36:30??????點(diǎn)擊:
一位工程師曾經(jīng)對我講,他從來不看MOSFET數(shù)據(jù)表的第一頁,因?yàn)椤皩?shí)用”的信息只在第二頁以后才出現(xiàn)。事實(shí)上,MOSFET數(shù)據(jù)表上的每一頁都包含有對設(shè)計(jì)者非常有價(jià)值的信息。但人們不是總能搞得清楚該如何解讀制造商提供的數(shù)據(jù)。本文概括了一些MOSFET的關(guān)鍵指標(biāo),這些指標(biāo)在數(shù)據(jù)表上是如何表述的,以及你理解這些指標(biāo)所要用到的清晰圖片。像大多數(shù)電子器件一樣,MOSFET也受到工作溫度的影響。所以很重要的一點(diǎn)是了解測試條件,所提到的指標(biāo)是在這些條件下應(yīng)用的。還有很關(guān)鍵的一點(diǎn)是弄明白你在“產(chǎn)品簡介”里看到的這些指標(biāo)是“最大”或是“典型”值,因?yàn)橛行?shù)據(jù)表并沒有說清楚。
電壓等級
確定MOSFET的首要特性是其漏源電壓VDS,或“漏源擊穿電壓”,這是在柵極短路到源極,漏極電流在250μA情況下,MOSFET所能承受的保證不損壞的最高電壓。VDS也被稱為“25℃下的絕對最高電壓”,但是一定要記住,這個(gè)絕對電壓與溫度有關(guān),而且數(shù)據(jù)表里通常有一個(gè)“VDS溫度系數(shù)”。你還要明白,最高VDS是直流電壓加上可能在電路里存在的任何電壓尖峰和紋波。例如,如果你在電壓30V并帶有100mV、5ns尖峰的電源里使用30V器件,電壓就會(huì)超過器件的絕對最高限值,器件可能會(huì)進(jìn)入雪崩模式。在這種情況下,MOSFET的可靠性沒法得到保證。
在高溫下,溫度系數(shù)會(huì)顯著改變擊穿電壓。例如,一些600V電壓等級的N溝道MOSFET的溫度系數(shù)是正的,在接近最高結(jié)溫時(shí),溫度系數(shù)會(huì)讓這些MOSFET變得象650V MOSFET。很多MOSFET用戶的設(shè)計(jì)規(guī)則要求10%——20%的降額因子。在一些設(shè)計(jì)里,考慮到實(shí)際的擊穿電壓比25℃下的額定數(shù)值要高5%——10%,會(huì)在實(shí)際設(shè)計(jì)中增加相應(yīng)的有用設(shè)計(jì)裕量,對設(shè)計(jì)是很有利的。
對正確選擇MOSFET同樣重要的是理解在導(dǎo)通過程中柵源電壓VGS的作用。這個(gè)電壓是在給定的最大RDS(on)條件下,能夠確保MOSFET完全導(dǎo)通的電壓。這就是為什么導(dǎo)通電阻總是與VGS水平關(guān)聯(lián)在一起的原因,而且也是只有在這個(gè)電壓下才能保證器件導(dǎo)通。一個(gè)重要的設(shè)計(jì)結(jié)果是,你不能用比用于達(dá)到RDS(on)額定值的最低VGS還要低的電壓,來使MOSFET完全導(dǎo)通。例如,用3.3V微控制器驅(qū)動(dòng)MOSFET完全導(dǎo)通,你需要用在VGS= 2.5V或更低條件下能夠?qū)ǖ腗OSFET。
電壓等級
確定MOSFET的首要特性是其漏源電壓VDS,或“漏源擊穿電壓”,這是在柵極短路到源極,漏極電流在250μA情況下,MOSFET所能承受的保證不損壞的最高電壓。VDS也被稱為“25℃下的絕對最高電壓”,但是一定要記住,這個(gè)絕對電壓與溫度有關(guān),而且數(shù)據(jù)表里通常有一個(gè)“VDS溫度系數(shù)”。你還要明白,最高VDS是直流電壓加上可能在電路里存在的任何電壓尖峰和紋波。例如,如果你在電壓30V并帶有100mV、5ns尖峰的電源里使用30V器件,電壓就會(huì)超過器件的絕對最高限值,器件可能會(huì)進(jìn)入雪崩模式。在這種情況下,MOSFET的可靠性沒法得到保證。
在高溫下,溫度系數(shù)會(huì)顯著改變擊穿電壓。例如,一些600V電壓等級的N溝道MOSFET的溫度系數(shù)是正的,在接近最高結(jié)溫時(shí),溫度系數(shù)會(huì)讓這些MOSFET變得象650V MOSFET。很多MOSFET用戶的設(shè)計(jì)規(guī)則要求10%——20%的降額因子。在一些設(shè)計(jì)里,考慮到實(shí)際的擊穿電壓比25℃下的額定數(shù)值要高5%——10%,會(huì)在實(shí)際設(shè)計(jì)中增加相應(yīng)的有用設(shè)計(jì)裕量,對設(shè)計(jì)是很有利的。
對正確選擇MOSFET同樣重要的是理解在導(dǎo)通過程中柵源電壓VGS的作用。這個(gè)電壓是在給定的最大RDS(on)條件下,能夠確保MOSFET完全導(dǎo)通的電壓。這就是為什么導(dǎo)通電阻總是與VGS水平關(guān)聯(lián)在一起的原因,而且也是只有在這個(gè)電壓下才能保證器件導(dǎo)通。一個(gè)重要的設(shè)計(jì)結(jié)果是,你不能用比用于達(dá)到RDS(on)額定值的最低VGS還要低的電壓,來使MOSFET完全導(dǎo)通。例如,用3.3V微控制器驅(qū)動(dòng)MOSFET完全導(dǎo)通,你需要用在VGS= 2.5V或更低條件下能夠?qū)ǖ腗OSFET。
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