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MOS 管参数解释2 w. ? z2 Y8 E7 ^7 L i; }* K
MOS 管介绍
6 V! T$ p* O- D: d. A$ u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 }3 v0 `) ~4 Y; t最大电流等因素。) R x. v% B7 l8 w- M* x
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
1 T+ A; w u; q# `/ g. b' i u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。1 l/ v) M8 s4 r" A
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; a5 H4 Y7 C6 n- @- f$ }+ M/ ?
的应用中，一般都用NMOS。
* x6 H9 \( `* g) A1 \& K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
' O; ?$ x- v$ x7 Q1 J, {! g( |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。
! P/ Z% `0 G0 E( W- g+ i4 \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
. ^( D2 i8 G; r. @* \% h* X/ i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。
0 w1 {$ ?8 d0 K& L( |' J! V% cMOS 管导通特性3 _4 G# V" q' t% ~) _
导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。
* d8 E1 i4 X: i8 RNMOS 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
/ H0 [3 w0 I6 I1 L& T一定电压（如4V 或10V, 其他电压，看手册）就可以了。1 g- x6 Z0 G' p
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* k* L5 A% Z# N0 L8 p; m
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
4 H* ]4 ]* s2 I9 @/ S常还是使用NMOS。4 r7 }: U1 H+ M6 A
MOS 开关管损失
, p3 _6 [ W: U) d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，) @, Z! }3 {/ B' j1 ]2 @6 \9 P. j
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. a9 G/ X! S; t+ t( }$ f E. p
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& w0 S% ?) t8 ~3 E
MOS 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
1 Q. @8 i+ ~8 K* E& `! y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' l; P! U9 ^3 r- K" X9 p
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/ h: F# Y0 g0 r9 H* 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3 Y: g* b+ M4 {1 d$ b3 p
可以减小开关损失。7 z. f" [7 G: Q1 s% h7 u
MOS 管驱动" s& s( ?& W$ R6 ~
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。
$ u1 T1 M/ e# L& X p3 M8 c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: k' O* Q; O; N2 h
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4 ^' G8 y: m% J. H" [: m4 I
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。" _1 r& K0 g' p. N+ J* C9 I
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
& J7 ?5 N( E+ t1 i4 O; _7 m& R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
* [1 `+ f* l: I0 L* }6 V5 @( 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# \' ^8 S* _( ]( z6 p1 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。
! r0 |) |, U2 T7 I4 N" E }, NMosfet 参数含义说明
" @/ P/ `# o( M$ W! J' g aFeatures:5 ?! `+ {. S6 V5 k& n2 g4 U
Vds： DS 击穿电压.当Vgs=0V 时，MOS 的DS 所能承受的最大电压
6 o) t" ~8 ]. q; V* F( ERds(on)：DS 的导通电阻.当Vgs=10V 时，MOS 的DS 之间的电阻
3 h; ~4 V- b. @0 h& p& ~- t9 V: j7 KId： 最大DS 电流.会随温度的升高而降低! y5 I7 M0 E- _( ^% R
Vgs: 最大GS 电压.一般为：-20V~+20V
- }# j% |* e+ iIdm: 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- C8 ]6 c% Q1 m& z; g
Pd: 最大耗散功率
+ }7 U/ S6 w% [* f, y7 L+ M7 NTj: 最大工作结温，通常为150 度和175 度
( c( f4 {* ^ Q' V0 _Tstg: 最大存储温度- Q8 L% k' V1 t2 c% a' O( y; n
Iar: 雪崩电流) O5 N3 k0 O9 L8 L
Ear: 重复雪崩击穿能量8 g% v6 v5 E5 P3 _! |
Eas: 单次脉冲雪崩击穿能量
8 r7 V. e ~: {- w( GBVdss： DS 击穿电压5 ^6 G% q1 Z) Q- f8 [3 d
Idss: 饱和DS 电流，uA 级的电流+ i$ q/ w5 M! n* u6 x% w
Igss: GS 驱动电流，nA 级的电流.
! I' y! |& I& V. ^gfs: 跨导
, c+ x& f h9 WQg: G 总充电电量
5 p# e/ f+ e1 F! g& T, eQgs: GS 充电电量* G+ u' g+ D; j8 r
Qgd: GD 充电电量: ~; k: x6 A0 O; f/ F" G' e- Q& O
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* S$ T4 i, r; m
Tr: 上升时间，输出电压 VDS 从 90% 下降到其幅值 10% 的时间( X+ G4 ~! x# \2 O* f1 a) @$ n2 n
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
6 \1 `- f# v5 w: ]/ RTf: 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) 。; b9 `$ m4 g2 h% I; x& m6 ]0 D
Ciss: 输入电容，Ciss=Cgd + Cgs.5 e# E c; e1 _6 F! t5 M% n
Coss: 输出电容，Coss=Cds +Cgd.7 W& ~ C. B9 I* F. E: n* h7 l
Crss: 反向传输电容，Crss=Cgc. |
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发表于 2020-5-4 20:43
