選場(chǎng)效應(yīng)管型號(hào)知識(shí)
信息來(lái)源：本站 日期：2017-04-11
選場(chǎng)效應(yīng)管型號(hào)知識(shí)
準(zhǔn)確挑選MOS管是很關(guān)緊的一個(gè)環(huán)節(jié)，MOS管挑選非常不好可能影響到整個(gè)兒電路的速率和成本，理解不一樣的MOS管器件的微小區(qū)別及不一樣開(kāi)關(guān)電路中的應(yīng)力能夠幫忙工程師防止好些個(gè)問(wèn)題，下邊我們來(lái)學(xué)習(xí)下MOS管的準(zhǔn)確的挑選辦法。
第1步：選用N溝道仍然P溝道
為預(yù)設(shè)挑選準(zhǔn)確部件的第1步是表決認(rèn)為合適而使用N溝道仍然P溝道MOS管。在典型的功率應(yīng)用中，當(dāng)一個(gè)MOS管接地，而負(fù)載連署到干線間電壓上時(shí)，該MOS管就構(gòu)成了低壓側(cè)開(kāi)關(guān)。在低壓側(cè)開(kāi)關(guān)中，應(yīng)認(rèn)為合適而使用N溝道MOS管，這是出于對(duì)關(guān)閉或?qū)ú考桦妷旱乃妓鲉?wèn)題。當(dāng)MOS管連署到總線及負(fù)載接地時(shí)，就要用高壓側(cè)開(kāi)關(guān)。通例會(huì)在這個(gè)拓?fù)渲姓J(rèn)為合適而使用P溝道MOS管，這也是出于對(duì)電壓驅(qū)動(dòng)的思索問(wèn)題。
要挑選適應(yīng)應(yīng)用的部件，務(wù)必確認(rèn)驅(qū)動(dòng)部件所需的電壓，以及在預(yù)設(shè)中最簡(jiǎn)易執(zhí)行的辦法。下一步是確認(rèn)所需的定額電壓，還是部件所能承擔(dān)的最大電壓。定額電壓越大，部件的成本就越高。依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，定額電壓應(yīng)該大于干線間電壓或總線間電壓。這么能力供給足夠的盡力照顧，使MOS管不會(huì)失去效力。就挑選MOS管而言，務(wù)必確認(rèn)漏極至源極間有可能承擔(dān)的最大電壓，即最大VDS.曉得MOS管能承擔(dān)的最大電壓會(huì)隨溫度而變動(dòng)這點(diǎn)非常關(guān)緊。預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人務(wù)必在整個(gè)兒辦公溫度范圍內(nèi)測(cè)試電壓的變動(dòng)范圍。定額電壓務(wù)必有足夠的余量遮蓋這個(gè)變動(dòng)范圍，保證電路不會(huì)失去效力。預(yù)設(shè)工程師需求思索問(wèn)題的其它安全因素涵蓋由開(kāi)關(guān)電子設(shè)施（如電機(jī)或變壓器）誘發(fā)的電壓瞬變。不一樣應(yīng)用的定額電壓也有所不一樣；一般，便攜式設(shè)施為20V、FPGA電源為20~30V、85~220VAC應(yīng)用為450~600V.
第2步：確認(rèn)熱要求
挑選MOS管的下一步是計(jì)算系統(tǒng)的散熱要求。預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人務(wù)必思索問(wèn)題兩種不一樣的事情狀況，即最壞事情狀況和真實(shí)事情狀況。提議認(rèn)為合適而使用針對(duì)最壞事情狀況的計(jì)算最后結(jié)果，因此最后結(jié)果供給更大的安全余量，能保證系統(tǒng)不會(huì)失去效力。在MOS管的資料表上還有一點(diǎn)需求注意的勘測(cè)數(shù)值；譬如封裝部件的半導(dǎo)體結(jié)與背景之間的熱阻，以及最大的結(jié)溫。
部件的結(jié)溫等于最大背景溫度加上熱阻與功率耗散的乘積（結(jié)溫=最大背景溫度+[熱阻×功率耗散]）。依據(jù)這個(gè)方程可解出系統(tǒng)的最大功率耗散，即按定義對(duì)等于I2×RDS（ON）。因?yàn)轭A(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人已確認(rèn)即將經(jīng)過(guò)部件的最大電流，因?yàn)檫@個(gè)可以計(jì)算出不一樣溫度下的RDS（ON）。值當(dāng)注意的是，在處置簡(jiǎn)單熱板型時(shí)，預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人還務(wù)必思索問(wèn)題半導(dǎo)體結(jié)/部件外殼及外殼/背景的熱容量量；即要求印刷電路板和封裝不會(huì)迅即升溫。
雪崩擊穿是指半導(dǎo)體部件上的逆向電壓超過(guò)最大值，并形成強(qiáng)電場(chǎng)使部件內(nèi)電流增加。該電流將耗散功率，使部件的溫度升高，并且可能毀壞部件。半導(dǎo)體企業(yè)都會(huì)對(duì)部件施行雪崩測(cè)試，計(jì)算其雪崩電壓，或?qū)Σ考姆€(wěn)健性施行測(cè)試。計(jì)算定額雪崩電壓有兩種辦法；一是計(jì)數(shù)法，另一是熱計(jì)算。而熱計(jì)算由于較為實(shí)用而獲得廣泛認(rèn)為合適而使用。除計(jì)算外，技術(shù)對(duì)雪崩效應(yīng)也有非常大影響。例如，晶片尺寸的增加會(huì)增長(zhǎng)抗雪崩有經(jīng)驗(yàn)，最后增長(zhǎng)部件的穩(wěn)健性。對(duì)最后用戶而言，這意味著要在系統(tǒng)中認(rèn)為合適而使用更大的封裝件。
第3步：表決開(kāi)關(guān)性能
挑選MOS管的最終一步是表決MOS管的開(kāi)關(guān)性能。影響開(kāi)關(guān)性能的參變量有眾多，但最關(guān)緊的是柵極/漏極、柵極/
源極及漏極/源極電容。這些個(gè)電容會(huì)在部件中萌生開(kāi)關(guān)傷耗，由于在每每開(kāi)關(guān)時(shí)都要對(duì)他們充電。MOS管的開(kāi)關(guān)速度因?yàn)檫@個(gè)被減低，部件速率也減退。為計(jì)算開(kāi)關(guān)過(guò)程中部件的總傷耗，預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人務(wù)必計(jì)算開(kāi)經(jīng)過(guò)程中的傷耗（Eon）和關(guān)閉過(guò)程中的傷耗（Eoff）。MOSFET開(kāi)關(guān)的總功率可用如下所述方程表現(xiàn)：Psw=（Eon+Eoff）×開(kāi)關(guān)頻率。而柵極電荷（Qgd）對(duì)開(kāi)關(guān)性能的影響最大。
第4步：確認(rèn)定額電流
第4步是挑選MOS管的定額電流。視電路結(jié)構(gòu)而定，該定額電流應(yīng)是負(fù)載在全部事情狀況下能夠承擔(dān)的最大電流。與電壓的事情狀況相仿，預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人務(wù)必保證所選的MOS管能承擔(dān)這個(gè)定額電流，縱然在系統(tǒng)萌生尖峰電流時(shí)。兩個(gè)思索問(wèn)題的電流事情狀況是蟬聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)樣式和電子脈沖尖峰。在蟬聯(lián)導(dǎo)通標(biāo)準(zhǔn)樣式下，MOS管處于穩(wěn)態(tài)，此時(shí)電流蟬聯(lián)經(jīng)過(guò)部件。電子脈沖尖峰是指有數(shù)量多電涌（或尖峰電流）流過(guò)部件。一朝確認(rèn)了這些個(gè)條件下的最大電流，只需直接挑選能承擔(dān)這個(gè)最大電流的部件便可。
選好定額電流后，還務(wù)必計(jì)算導(dǎo)通傷耗。在實(shí)際事情狀況下，MOS管并不是理想的部件，由于在導(dǎo)電過(guò)程中會(huì)有電能傷耗，這稱之為導(dǎo)通傷耗。MOS管在"導(dǎo)通"時(shí)就像一個(gè)可變電阻，由部件的RDS（ON）所確認(rèn)，并隨溫度而顯著變動(dòng)。部件的功率消耗損失可由Iload2×RDS（ON）計(jì)算，因?yàn)閷?dǎo)通電阻隨溫度變動(dòng)，因?yàn)檫@個(gè)功率消耗損失也會(huì)隨之按比例變動(dòng)。對(duì)MOS管給予的電壓VGS越高，RDS（ON）便會(huì)越小；與之相反RDS（ON）便會(huì)越高。對(duì)系統(tǒng)預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人來(lái)說(shuō)，這就是決定于于系統(tǒng)電壓而需求折衷衡量的地方。對(duì)便攜式預(yù)設(shè)來(lái)說(shuō)，認(rèn)為合適而使用較低的電壓比較容易（較為存在廣泛），而對(duì)于工業(yè)預(yù)設(shè)，可認(rèn)為合適而使用較高的電壓。注意RDS（ON）電阻會(huì)隨著電流微小升漲。關(guān)于RDS（ON）電阻的各種電氣參變量變動(dòng)可在制作商供給的技術(shù)資料表中查到。
技術(shù)對(duì)部件的特別的性質(zhì)有著意大影響，由于有點(diǎn)技術(shù)在增長(zhǎng)最大VDS時(shí)往往會(huì)使RDS（ON）增大。對(duì)于這么的技術(shù)，假如計(jì)劃減低VDS和RDS（ON），那末就得增加晶片尺寸，因此增加與之組成一套的封裝尺寸及有關(guān)的研發(fā)成本。業(yè)界現(xiàn)存好幾種打算扼制晶片尺寸增加的技術(shù)，那里面最主要的是溝道和電荷均衡技術(shù)。
在溝道技術(shù)中，晶片中鑲嵌了一個(gè)深溝，一般是為低電壓預(yù)留的，用于減低導(dǎo)通電阻RDS（ON）。為了減損最大VDS對(duì)RDS（ON）的影響，研發(fā)過(guò)程中認(rèn)為合適而使用了外延成長(zhǎng)柱/腐刻柱工藝。例如，飛兆半導(dǎo)體研發(fā)了稱為SupeRFET的技術(shù)，針對(duì)RDS（ON）的減低而增加了另外的制作步驟。這種對(duì)RDS（ON）的關(guān)心注視非常關(guān)緊，由于當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)MOSFET的擊穿電壓升高時(shí)，RDS（ON）會(huì)隨之呈指數(shù)級(jí)增加，況且造成晶片尺寸增大。SuperFET工藝將RDS（ON）與晶片尺寸間的指數(shù)關(guān)系成為了線性關(guān)系。這么，SuperFET部件便可在小晶片尺寸，甚至于在擊穿電壓達(dá)到600V的事情狀況下，成功實(shí)現(xiàn)理想的低RDS（ON）。最后結(jié)果是晶片尺寸可減小達(dá)35%.而對(duì)于最后用戶來(lái)說(shuō)，這意味著封裝尺寸的大幅減小。
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