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乐山专业的袪疤痕医院

2019-09-21 13:16 编辑:达书峰

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  在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路时候,般都要考虑MOS导通电阻,最大电压等,最大电流等因素。

  导通意思作为开关,相当于开关闭合。

  NMOS特性,Vgs大于定值就会导通,适合用于源极接地时情况(低端驱动),只要栅极电压达到定电压(如V或V, 其他电压,看手册)就可以。

  PMOS特性,Vgs小于定值就会导通,适合用于源极接VCC时情况(高端驱动)~,虽然PMOS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,通常还使用NMOS。

  不管NMOS还PMOS,导通后都有导通电阻存在,因而在DS间流过电流同时,两端还会有电压,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗能量叫做导通损耗。选择导通电阻小MOS管会减小导通损耗。现在小功率MOS管导通电阻般在几毫欧,几十毫欧左右。

  MOS在导通和截止时候,定不在瞬间完成。MOS两端电压有个下降过程,流过电流有个上升过程,在这段时间内,MOS管损失电压和电流乘积,叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多,而且开关频率越快,导通瞬间电压和电流乘积很大,造成损失也就很大。降低开关时间,可以减小每次导通时损失;降低开关频率,可以减小单位时间内开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。

  MOS管导通不需要电流,只要GS电压高于定值,就可以~,我们还需要速度。

  在MOS管结构中可以看到,在GS,GD之间存在寄生电容,而MOS管驱动,实际上就对电容充放电≡电容充电需要个电流,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大。选择/设计MOS管驱动时第要注意可提供瞬间短路电流大小。

  Vds

  DS击穿电压.当Vgs=V时,MOSDS所能承受最大电压

  Rds(on)

  DS导通电阻.当Vgs=V时,MOSDS之间电阻

  Id

  最大DS电流.会随温度升高而降低

  Vgs

  最大GS电压.般为:-V~+V

  Idm

  最大脉冲DS电流.会随温度升高而降低,体现个抗冲击能力,跟脉冲时间也有关系

  Pd

  最大耗散功率

  Tj

  最大工作结温,通常为度和度

  Tstg

  最大存储温度

  Iar

  最大存储温度

  Ear

  雪崩电流

  Eas

  重复雪崩击穿能量

  BVdss

  单次脉冲雪崩击穿能量

  Idss

  DS击穿电压

  Igss

  饱和DS电流,uA级电流

  gfs

  GS驱动电流,nA级电流.

  Qg

  跨导

  Qgs

  G总充电电量

  Qgd

  GS充电电量

  Td(on)

  GD充电电量

  Tr

  导通延迟时间,从有输入电压上升到%开始到Vds下降到其幅值%时间

  Td(off)

  上升时间,输出电压 VDS 从 % 下降到其幅值 % 时间

  Tf

  关断延迟时间,输入电压下降到 % 开始到 VDS 上升到其关断电压时 % 时间

  Ciss

  输入电容,Ciss=Cgd + Cgs.

  Coss

  输出电容,Coss=Cds +Cgd.

  Crss

  反向传输电容,Crss=Cgc.

  最大额定参数

  最大额定参数,所有数值取得条件(Ta=℃)

  VDSS 最大漏-源电压

  在栅源短接,漏-源额定电压(VDSS)指漏-源未发生雪崩击穿前所能施加最大电压※据温度不同,实际雪崩击穿电压可能低于额定VDSS∝于V(BR)DSS详细描述请参见静电学特性。

  VGS 最大栅源电压

  VGS额定电压栅源两极间可以施加最大电压。设定该额定电压主要目防止电压过高导致栅氧化层损伤。实际栅氧化层可承受电压远高于额定电压,但会随制造工艺不同而改变,因此敝VGS在额定电压以内可以保证应用可靠性。

  ID - 连续漏电流

  ID定义为芯片在最大额定结温TJ(max)下,管表面温度在℃或者更高温度下,可允许最大连续直流电流∶参数为结与管壳之间额定热阻RθJC和管壳温度函数:

  ID中并不包含开关损耗,并且实际使用时敝管表面温度在℃(Tcase)也很难。因此,硬开关应用中实际开关电流通常小于ID 额定值@ TC=℃半,通常在/~/」充,如果采用热阻JA话可以估算出特定温度下ID,这个值更有现实意义。

  IDM - 脉冲漏极电流

  该参数反映器件可以处理脉冲电流高低,脉冲电流要远高于连续直流电流〃义IDM目在于:线欧姆区≡于定栅-源电压,MOSFET导通后,存在最大漏极电流。如往示,对于给定个栅-源电压,如果工作点位于线性区域内,漏极电流增大会提高漏-源电压,由此增大导通损耗·时间工作在大功率之下,将导致器件失效。因此,在典型栅极驱动电压下,需要将额定IDM设定在区域之下。区域分界点在Vgs和曲线相交点。

  因此需要设定电流密度上限,防止芯片温度过高而烧毁。这本质上为防止过高电流流经封装引线,因为在某些情况下,整个芯片上最“薄弱连接”不芯片,而封装引线。

  考虑到热效应对于IDM限制,温度升高依赖于脉冲宽度,脉冲间时间间隔,散热状况,RDS(on)以及脉冲电流波形和幅度ˉ纯满足脉冲电流不超出IDM上限并不能保证结温不超过最大允许值。可以参考热性能与机械性能中关于瞬时热阻讨论,来估计脉冲电流下结温情况。

  PD - 容许沟道总功耗

  容许沟道总功耗标定器件可以消散最大功耗,可以表示为最大结温和管壳温度为℃时热阻函数。

  TJ, TSTG - 工作温度和存储环境温度范围

  这两个参数标定器件工作和存储环境所允许结温区间。设定这样温度范围为满足器件最短工作寿命要求。如果确保器件工作在这个温度区间内,将极大地延长其工作寿命。

  EAS - 单脉冲雪崩击穿能量

  如果电压过冲值(通常由于漏电流和杂散电感造成)未超过击穿电压,则器件不会发生雪崩击穿,因此也就不需要消散雪崩击穿能力。雪崩击穿能量标定器件可以容忍瞬时过冲电压安全值,其依赖于雪崩击穿需要消散能量。

  定义额定雪崩击穿能量器件通常也会定义额定EAS☆定雪崩击穿能量与额定UIS具有相似意义。EAS标定器件可以安全吸收反向雪崩击穿能量高低。

  L电感值,iD为电感上流过电流峰值,其会突然转换为测量器件漏极电流$感上产生电压超过MOSFET击穿电压后,将导致雪崩击穿。雪崩击穿发生时,即使 MOSFET处于关断状态,电感上电流同样会流过MOSFET器件$感上所储存能量与杂散电感上存储,由MOSFET消散能量类似。

  MOSFET并联后,不同器件之间击穿电压很难完全相同。通常情况:某个器件率先发生雪崩击穿,随后所有雪崩击穿电流(能量)都从该器件流过。

  EAR - 重复雪崩能量

  重复雪崩能量已经成为“工业标准”,但在没有设定频率,其它损耗以及冷却量情况下,该参数没有任何意义。散热(冷却)状况经常制约着重复雪崩能量≡于雪崩击穿所产生能量高低也很难预测。

  额定EAR真实意义在于标定器件所能承受反复雪崩击穿能量∶定义前提条件:不对频率做任何限制,从而器件不会过热,这对于任何可能发生雪崩击穿器件都现实。在验证器件设计过程中,最好可以测量处于工作状态器件或者热沉温度,来观察MOSFET器件否存在过热情况,特别对于可能发生雪崩击穿器件。

  IAR - 雪崩击穿电流

  对于某些器件,雪崩击穿过程中芯片上电流集边倾向要求对雪崩电流IAR进行限制。这样,雪崩电流变成雪崩击穿能量规格“精细阐述”;其揭示器件真正能力。

  静态电特性

  V(BR)DSS:漏-源击穿电压(破坏电压)

  V(BR)DSS(有时候叫做VBDSS)指在特定温度和栅源短接情况下,流过漏极电流达到个特定值时漏源电压。这种情况下漏源电压为雪崩击穿电压。

  V(BR)DSS 正温度系数,温度低时V(BR)DSS小于℃时漏源电压最大额定值。在-℃, V(BR)DSS大约℃时最大漏源额定电压%。

  VGS(th),VGS(off):阈值电压

  VGS(th) 指加栅源电压能使漏极开始有电流,或关断MOSFET时电流消失时电压,测试条件(漏极电流,漏源电压,结温)也有规格。正常情况下,所有MOS栅极器件阈值电压都会有所不同。因此,VGS(th)变化范围舒定好。VGS(th)负温度系数,当温度上升时,MOSFET将会在比较低栅源电压下开启。

  RDS(on):导通电阻

  RDS(on) 指在特定漏电流(通常为ID电流半)、栅源电压和℃情况下测得漏-源电阻。

  IDSS:零栅压漏极电流

  IDSS 指在当栅源电压为零时,在特定漏源电压下漏源之间泄漏电流。既然泄漏电流随着温度增加而增大,IDSS在室温和高温下都有规定。漏电流造成功耗可以用IDSS乘以漏源之间电压计算,通常这部分功耗可以忽略不计。

  IGSS -栅源漏电流

  IGSS指在特定栅源电压情况下流过栅极漏电流。

  动态电特性

  Ciss:输入电容

  将漏源短接,用交流信号测得栅极和源极之间电容就输入电容。Ciss由栅漏电容Cgd和栅源电容Cgs并联而成,或者Ciss=Cgs +Cgd”输入电容充电中值电压时器件才能开启,放电致定值时器件才可以关断。因此驱动电路和Ciss对器件开启和关断延时有着直接影响。

  Coss:输出电容

  将栅源短接,用交流信号测得漏极和源极之间电容就输出电容。Coss由漏源电容Cds和栅漏电容Cgd并联而成,或者Coss=Cds +Cgd对于软开关应用,Coss非常重要,因为它可能引起电路谐振

  Crss:反向传输电容

  在源极接地情况下,测得漏极和栅极之间电容为反向传输电容〈向传输电容等同于栅漏电容。Cres=Cgd,反向传输电容也常叫做米勒电容,对于开关上升和下降时间来说其中个重要参数,他还影响这关断延时时间$容随着漏源电压增加而减小,尤其输出电容和反向传输电容。

  Qgs,Qgd,和Qg:栅电荷栅电荷值反应存储在端子间电容上电荷,既然开关瞬间,电容上电荷随电压变化而变化,所以设计栅驱动电路时经常要考虑栅电荷影响。

  Qgs从电荷开始到第个拐点处,Qgd从第个拐点到第二个拐点之间部分(也叫做“米勒”电荷),Qg从点到VGS等于个特定驱动电压部分。

  漏电流和漏源电压变化对栅电荷值影响比较小,而且栅电荷不随温度变化♀试条件舒定好。栅电荷曲线图体现在数据表中,包括固定漏电流和变化漏源电压情况下所对应栅电荷变化曲线。在图中平台电压VGS(pl)随着电流增大增加比较小(随着电流降低也会降低)。平台电压也正比于阈值电压,所以不同阈值电压将会产生不同平台电压。

  下面这个图更加详细,应用下:

  td(on):导通延时时间

  导通延时时间从当栅源电压上升到%栅驱动电压时到漏电流升到规定电流%时所经历时间。

  td(off):关断延时时间

  关断延时时间从当栅源电压下降到%栅驱动电压时到漏电流降至规定电流%时所经历时间。这显示电流传输到负载之前所经历延迟。

  tr:上升时间

  上升时间漏极电流从%上升到%所经历时间。

  tf:下降时间

  下降时间漏极电流从%下降到%所经历时间。

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