MOS管的应用竟有这些讲究？电源电路中使用MOS管的6种方法

电源

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一、电压应力

　　在电源电路应用中，往往首先考虑漏源电压VDS的选择。在此上的基本原则为MOS管实际工作环境中的最大峰值漏源极间的电压不大于器件规格书中标称漏源击穿电压的90%。即：

　　VDS_peak≤90%*V(BR)DSS

　　注：一般地，V(BR)DSS具有正温度系数。故应取设备最低工作温度条件下之V(BR)DSS值作为参考。

二、漏极电流

　　其次考虑漏极电流的选择。基本原则为MOS管实际工作环境中的最大周期漏极电流不大于规格书中标称最大漏源电流的90%；漏极脉冲电流峰值不大于规格书中标称漏极脉冲电流峰值的90%即：

　　ID_max≤90%*ID

　　ID_pulse≤90%*IDP

　　注：一般地，ID_max及ID_pulse具有负温度系数，故应取器件在最大结温条件下之ID_max及ID_pulse值作为参考。器件此参数的选择是极为不确定的—主要是受工作环境，散热威廉希尔官方网站，器件其它参数（如导通电阻，热阻等）等相互制约影响所致。最终的判定依据是结点温度（即如下第六条之“耗散功率约束”）。根据经验，在实际应用中规格书目中之ID会比实际最大工作电流大数倍，这是因为散耗功率及温升之限制约束。在初选计算时期还须根据下面第六条的散耗功率约束不断调整此参数。建议初选于3~5倍左右ID=(3~5)*ID_max。

三、驱动要求

　　MOS管的驱动要求由其栅极总充电电量（Qg）参数决定。在满足其它参数要求的情况下，尽量选择Qg小者以便驱动电路的设计。驱动电压选择在保证远离最大栅源电压（VGSS）前提下使Ron尽量小的电压值（一般使用器件规格书中的建议值）

四、损耗及散热

　　小的Ron值有利于减小导通期间损耗，小的Rth值可减小温度差（同样耗散功率条件下），故有利于散热。

五、损耗功率初算

　　MOS管损耗计算主要包含如下8个部分：

　　PD=Pon+Poff+Poff_on+Pon_off+Pds+Pgs+Pd_f+Pd_recover

　　详细计算公式应根据具体电路及工作条件而定。例如在同步整流的应用场合，还要考虑体内二极管正向导通期间的损耗和转向截止时的反向恢复损耗。损耗计算可参考下文的“MOS管损耗的8个组成部分”部分。

六、耗散功率约束

　　器件稳态损耗功率PD,max应以器件最大工作结温度限制作为考量依据。如能够预先知道器件工作环境温度，则可以按如下方法估算出最大的耗散功率：

　　PD,max≤（Tj,max-Tamb）/Rθj-a

　　其中Rθj-a是器件结点到其工作环境之间的总热阻,包括Rθjuntion-case,Rθcase-sink,Rθsink-ambiance等。如其间还有绝缘材料还须将其热阻考虑进去。

　　MOS管损耗的8个组成部分

　　在器件设计选择过程中需要对MOS管的工作过程损耗进行先期计算（所谓先期计算是指在没能够测试各工作波形的情况下，利用器件规格书提供的参数及工作电路的计算值和预计波形，套用公式进行理论上的近似计算）。

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