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MOS 管参数解释4 Z+ b5 _% p* i; [
MOS 管介绍
0 [+ T q- T, K1 s. F$ [1 ?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，
V' M$ ?7 d* V: c最大电流等因素。1 T$ K! k# K9 B! Z. y
MOSFET 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; R: D# o3 n& L
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。! i7 z9 w+ k7 _" T+ E7 d
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
: e& W5 m$ K- B的应用中，一般都用NMOS。- o5 G' ^/ x- Z" ]: r: p6 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
: p6 F- T+ L# T" h' W( `9 K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。
8 L. l4 }* I" j* x! k! ?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
. |' F& r/ L- M+ x7 O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。
7 z* Z/ t2 o8 w! XMOS 管导通特性
4 W7 U3 d. @' f) V- ?: C: W导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。7 J' [- K0 z6 P6 u, P2 ^
NMOS 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8 h/ Q7 W4 o+ v$ l, ]0 e* Y
一定电压（如4V 或10V, 其他电压，看手册）就可以了。
+ U+ w( F3 b, n, g7 \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
+ ]; b! E6 Q% B. bMOS 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
/ R. a* y% {( I; E常还是使用NMOS。
+ {) F6 U9 V- J2 a* V. E; OMOS 开关管损失$ R* e S5 K- U; j1 c
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，
2 E2 g1 d' M+ j$ }# y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
3 ^- G9 `8 u9 p; n: m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
4 y0 T7 e. i9 Y: YMOS 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, q' K- R7 @- N- K. w5 k4 h. N b# |5 s
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0 G8 k1 Z# e( N1 O& r+ F
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
2 v2 P5 t2 z7 h8 N9 E6 |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- f+ \% m; M$ R8 l. V* r9 T7 X
可以减小开关损失。
$ K a6 X1 i& }& x3 S0 m' \8 I" NMOS 管驱动
* _* [. S9 c T! I5 w7 c7 @MOS 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。- c/ T: l; c, O+ S& n( L( h1 @2 ~8 P2 P
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8 m ~/ g- \2 c; G, m7 }2 N% d
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6 G5 Z1 j# I0 I7 |0 O+ V
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。
; b. Z. w4 }3 w' W6 c" R. Z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1 i8 D' L& O0 x8 n8 K
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. `( A* q; h" ?+ k; F$ u
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5 s4 r6 p. P7 d) Z
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。
4 ?- y/ p; ~, j5 U3 s4 a& @Mosfet 参数含义说明 g% q, L _) m7 |
Features:4 o4 j* t+ S2 r: e2 Q+ v
Vds： DS 击穿电压.当Vgs=0V 时，MOS 的DS 所能承受的最大电压
( O' o T. _% r( Z' F b- ORds(on)：DS 的导通电阻.当Vgs=10V 时，MOS 的DS 之间的电阻
* U: v1 Y% Q/ [! t. RId： 最大DS 电流.会随温度的升高而降低
+ d1 \- j7 [/ NVgs: 最大GS 电压.一般为：-20V~+20V
. W4 i8 A6 H9 R% k( SIdm: 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+ a- u4 ~ C$ o+ z) i* p! p
Pd: 最大耗散功率7 d3 L8 o- u! h# P( l
Tj: 最大工作结温，通常为150 度和175 度
. i2 Q& W! |% d9 VTstg: 最大存储温度) F, F: A. s: C
Iar: 雪崩电流6 g( n g; e d! ^$ Q& t
Ear: 重复雪崩击穿能量
$ B& _+ \1 |) l# [2 O uEas: 单次脉冲雪崩击穿能量
/ a: Q9 _' k+ tBVdss： DS 击穿电压. `9 Z: q1 U5 v0 i9 V, x
Idss: 饱和DS 电流，uA 级的电流" X& b/ {+ D3 I) ?- W3 [( G
Igss: GS 驱动电流，nA 级的电流.
( w$ p+ R4 k4 @3 W) h" d; [0 Lgfs: 跨导) ?6 `; j9 n3 J& A0 g$ J; r
Qg: G 总充电电量
$ }/ ~2 B6 N- f! k h' ^Qgs: GS 充电电量
$ V" C$ o! U% L+ f$ H& hQgd: GD 充电电量
V- p4 c0 s6 I, t7 s ~! bTd(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
- S& ^% c1 m& W/ q* E+ E" ?2 iTr: 上升时间，输出电压 VDS 从 90% 下降到其幅值 10% 的时间
, x6 o: X8 t) U* ~Td(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* H. d: K; M- S6 h. L) ?1 G* f+ C9 ?
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) 。: E( l9 T( ] u
Ciss: 输入电容，Ciss=Cgd + Cgs.1 E8 c& k1 S7 b: Z! Y) g G7 ^
Coss: 输出电容，Coss=Cds +Cgd.' B- I9 Q1 M4 o- a+ L% P8 G) v3 ~/ z% V
Crss: 反向传输电容，Crss=Cgc. |
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发表于 2015-9-11 16:21
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