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MOS 管参数解释
8 K l7 R; E& M* c4 \# p% ?MOS 管介绍/ g, o0 U2 P: p0 [0 ]! h; |
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，: a6 b) X* n1 S: n$ g
最大电流等因素。' Y! C/ F9 v+ U! y$ U; w1 U
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
3 `0 a4 T' ]5 E7 `; H* p1 p4 w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。* w# v7 @: X J3 D" ~! G
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1 j1 G7 v9 z7 Y" k' p
的应用中，一般都用NMOS。
4 s9 |! `- p" s0 G: A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
( k6 i) Q+ Z/ z& \ s$ a0 x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。
- j" X. k$ T/ {7 z% X% hMOS 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6 n: N" H: _/ d- q$ |
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。
* i/ q7 u R2 k m8 k& c5 {+ lMOS 管导通特性! q9 V; d7 r' }
导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。
. a0 K& ]' U6 Q; s' E- {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# c3 C* m0 B( d, Q. L4 W
一定电压（如4V 或10V, 其他电压，看手册）就可以了。+ k" ~- E- U$ J, o+ \# Z$ A% [
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& O# a# \ q" P" M3 t5 k
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) L( [! M l1 C& t5 i5 w( S
常还是使用NMOS。
3 ^8 `/ B5 N& {- c) z, j# IMOS 开关管损失
" D0 f6 f/ B9 {! _6 u1 }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，
% r p( ?$ a+ P: A0 |' r2 B; G# V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1 X; q5 o- a- _, G
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
7 u0 J0 C: Y; H) wMOS 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 L) v; |/ P l" m2 J+ D
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 K% d G5 V: n! g+ y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
5 \/ X5 N# k8 u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: |1 Z/ {, a/ o5 x4 A
可以减小开关损失。3 H- Q, j) J. k! F' v
MOS 管驱动
9 l" {7 y. a4 f1 B. tMOS 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。. x0 b( i: I$ F4 N
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/ {4 A, M( U- w6 A9 g- G! l( \
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
- n; x3 i9 Y; K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 e# I0 M4 A3 q5 _7 \
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7 g. q( p9 h: 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
% x/ c8 C2 q1 Q4 {. Y+ A5 K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) A. a. J, X. p
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。* n. r I, z: a$ T+ t
Mosfet 参数含义说明1 J, [' ?4 D' c9 s* m
Features:9 T9 K! a9 ~8 I$ k6 u
Vds： DS 击穿电压.当Vgs=0V 时，MOS 的DS 所能承受的最大电压
, P) m; F, r8 K9 d9 P/ w( B0 T {Rds(on)：DS 的导通电阻.当Vgs=10V 时，MOS 的DS 之间的电阻
; W5 h' d$ Q) b' B7 }5 qId： 最大DS 电流.会随温度的升高而降低
: o2 ~- H$ y; x1 a3 \Vgs: 最大GS 电压.一般为：-20V~+20V
: A) M5 Y$ ~2 B+ YIdm: 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
' o6 j/ E C2 ~5 v9 U$ `6 nPd: 最大耗散功率
9 v$ X/ N0 W' T! F# @ N7 @Tj: 最大工作结温，通常为150 度和175 度( r0 b- o3 q/ y Z0 E
Tstg: 最大存储温度8 E; I9 o. ~+ |. L3 w7 Z
Iar: 雪崩电流7 J% k0 m% ?% i" l5 o; g" H
Ear: 重复雪崩击穿能量
' Y0 M q- r9 }1 Q0 ^# B, GEas: 单次脉冲雪崩击穿能量
# f, K& L0 Y4 HBVdss： DS 击穿电压: U) R+ q r0 [; B, ] m! T( }+ C
Idss: 饱和DS 电流，uA 级的电流* j0 P; r/ x4 L& q+ g$ [7 D9 x2 [
Igss: GS 驱动电流，nA 级的电流.* M- k" y0 F) u% M; V
gfs: 跨导
7 ]2 W* ?' n+ T5 XQg: G 总充电电量0 V2 j8 _7 I7 y* V b: Q+ \
Qgs: GS 充电电量2 ^8 H8 f6 M7 p3 l
Qgd: GD 充电电量
8 X% T1 I$ P6 u5 j, o' \- d- B& TTd(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2 o ~$ E& y4 K( k, C6 l$ K
Tr: 上升时间，输出电压 VDS 从 90% 下降到其幅值 10% 的时间
/ U( D" }5 K# Y* Z- } y6 q# MTd(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1 m9 C% a2 z" W& X0 i/ _: U9 P
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) 。
: J# ^+ v/ ~) O' f$ A/ k" wCiss: 输入电容，Ciss=Cgd + Cgs.( P& o8 n Y* A4 ~/ g' h3 a7 q# M/ D2 s
Coss: 输出电容，Coss=Cds +Cgd.# F) v3 k9 p, J: D& K0 S. p
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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