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MOS 管参数解释
! y8 w9 v1 _9 l" Z% n. \/ X, vMOS 管介绍1 c' d- |: F* Q( e, }6 y$ R) i( \/ V
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 D$ \- X# [6 t4 o& b. ^, ^
最大电流等因素。, b# F/ `, m) P
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' k& A2 w+ S& _5 N% I
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。6 J) z. Y2 f# u" S3 V* v9 z4 X
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 q% ?: Q' r- p( G的应用中，一般都用NMOS。
# L& t$ J/ l, p1 W3 e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
3 J5 C4 t# D9 r- S7 q0 @* V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。$ E6 q4 c: y. X2 Q4 g1 w& m# O
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8 f* O/ G( j5 `! p( \" v
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。# f- H& C9 \" L" _
MOS 管导通特性
5 I r6 F4 a9 P" P# W; ~* y; D导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。0 V V$ M8 J+ \& c
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
/ w* T# ?! Z5 j, D一定电压（如4V 或10V, 其他电压，看手册）就可以了。" z9 F. J7 G8 x2 \
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
5 H, s( ^0 t; ]& N6 y* K7 A+ NMOS 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
?7 k# v4 I+ |+ d! ~常还是使用NMOS。
1 Y3 t" c% I9 W9 y7 i6 T/ F# zMOS 开关管损失
' u0 B1 o' ]1 B+ H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，+ @: ]0 ^4 L( [. ^9 R5 D: a
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/ |$ X1 c" D" m6 Q) f0 O
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
$ p( N( G; R! R9 [& P5 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
' l1 W+ W+ M4 m+ e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
! m' L: s8 j1 O) F1 `' X2 j x( j3 N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
* C1 J( P/ @2 r7 Q. x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4 K2 K+ {, J6 g# s' y* @. I; O
可以减小开关损失。
6 T& X7 V, c! v6 X4 }( G1 EMOS 管驱动& ^- a4 M X; Y% D5 t& _
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。7 H4 M$ Y, G9 F/ 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
6 [, i$ m/ H* n& B& S9 r! b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
% s( s$ a6 B5 L( ^$ b$ Q* t4 e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。
( c( ^ R( ]6 S$ Q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: e: w3 E& ?- c( \, v8 _, m
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
: i& r" o1 T: M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! X+ N7 R3 D9 s5 S1 w
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" Q) v3 `( Y2 \ H6 c2 r1 m
Mosfet 参数含义说明% Q9 F: R2 b- O, S
Features:
' o' d- }7 D: I6 W- XVds： DS 击穿电压.当Vgs=0V 时，MOS 的DS 所能承受的最大电压
1 w: S- w; |% qRds(on)：DS 的导通电阻.当Vgs=10V 时，MOS 的DS 之间的电阻" t1 f' M' E! S8 ]
Id： 最大DS 电流.会随温度的升高而降低8 |4 R9 k' ]0 [7 s
Vgs: 最大GS 电压.一般为：-20V~+20V2 |! q9 m" [- Q2 H% ?
Idm: 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! x5 E5 t$ b. v* u
Pd: 最大耗散功率
; k0 h* {! `2 U9 K0 X5 P7 [; Y6 fTj: 最大工作结温，通常为150 度和175 度
8 B! b" q# ~. h1 S/ }8 qTstg: 最大存储温度
# e) i% i; S7 {% u6 e, vIar: 雪崩电流- c4 g4 x' L' Z
Ear: 重复雪崩击穿能量
( F+ B) T; n& x( t; MEas: 单次脉冲雪崩击穿能量& ?# N+ U4 [1 X4 B$ ^* Y& N6 o- @
BVdss： DS 击穿电压
7 G! _- e/ s$ }6 |% h+ T+ `Idss: 饱和DS 电流，uA 级的电流0 |% }) j) W. D8 [; m: [% b6 G( o
Igss: GS 驱动电流，nA 级的电流.
5 z* ~$ F w6 Pgfs: 跨导/ c5 V3 S' T, [
Qg: G 总充电电量' N' V+ ?0 {2 [& C
Qgs: GS 充电电量8 Q5 k4 t" Z; J( g
Qgd: GD 充电电量& \, b( P7 |% k% y& Z+ D
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5 ]+ h8 `' n- k& {/ B1 `8 D
Tr: 上升时间，输出电压 VDS 从 90% 下降到其幅值 10% 的时间9 N( v z3 T [( \! w( e
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0 [. C8 Y9 I/ _2 Z
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) 。
7 x- C; w9 W; y) X u, p9 Q' KCiss: 输入电容，Ciss=Cgd + Cgs./ t3 O. h' }! n U o( c6 X9 u
Coss: 输出电容，Coss=Cds +Cgd.
& u# C) O$ v0 c" sCrss: 反向传输电容，Crss=Cgc. |
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发表于 2020-5-4 20:43
