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七步掌握MOS管選型技巧
來源:乐天堂FUN88電子 發布日期:2024-01-09 瀏覽次數:2456次
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MOS管是電子製造的基本元件,但麵對不同封裝、不同特性、不同品牌的MOS管時,該如何抉擇?有沒有省心、省力的篩選方法?

選擇一款正確的MOS管,可以很好地控製生產(chan) 製造成本,最為(wei) 重要的是為(wei) 產(chan) 品匹配了一款最恰當的元器件,這在產(chan) 品未來的使用過程中,將會(hui) 充分發揮其“螺絲(si) 釘”的作用,確保設備得到最高效、最穩定、最持久的應用效果。

 

那麽(me) 麵對市麵上琳琅滿目的MOS管,該如何選擇呢?下麵我們(men) 就分7個(ge) 步驟來闡述MOS管的選型要求。

首先是確定N、P溝道的選擇

MOS管有兩(liang) 種結構形式,即N溝道型和P溝道型,結構不一樣,使用的電壓極性也會(hui) 不一樣。因此,在確定選擇哪種產(chan) 品前,首先需要確定采用N溝道還是P溝道MOS管。

在典型的功率應用中,當一個(ge) MOS管接地,而負載連接到幹線電壓上時,該MOS管就構成了低壓側(ce) 開關(guan) 。在低壓側(ce) 開關(guan) 中,應采用N溝道MOS管,這是出於(yu) 對關(guan) 閉或導通器件所需電壓的考慮。

當MOS管連接到總線及負載接地時,就要用高壓側(ce) 開關(guan) 。通常會(hui) 在這個(ge) 拓撲中采用P溝道MOS管,這也是出於(yu) 對電壓驅動的考慮。

第二步是確定電壓

額定電壓越大,器件的成本就越高。從(cong) 成本角度考慮,還需要確定所需的額定電壓,即器件所能承受的最大電壓。根據實踐,一般要留出足夠的電壓餘(yu) 量,這樣才能提供足夠的保護,使MOS管不會(hui) 失效。

就選擇MOS管而言,必須確定漏極至源極間可能承受的最大電壓。由於(yu) MOS管所能承受的最大電壓會(hui) 隨溫度變化而變化,設計人員必須在整個(ge) 工作溫度範圍內(nei) 測試電壓的變化範圍。額定電壓必須有足夠的餘(yu) 量覆蓋這個(ge) 變化範圍,確保電路不會(hui) 失效。

此外,還需要考慮其他安全因素:如由開關(guan) 電子設備誘發的電壓瞬變。

第三步為(wei) 確定電流

電流的確定需根據電路結構來決(jue) 定,MOS管的額定電流應是負載在所有情況下都能夠承受的最大電流;與(yu) 電壓的情況相似,MOS管的額定電流必須能滿足係統產(chan) 生尖峰電流時的需求。

電流的確定需從(cong) 兩(liang) 個(ge) 方麵著手:連續模式和脈衝(chong) 尖峰。在連續導通模式下,MOS管處於(yu) 穩態,此時電流連續通過器件;脈衝(chong) 尖峰是指有大量尖峰電流流過器件。一旦確定了這些條件下的最大電流,隻需直接選擇能承受這個(ge) 最大電流的器件便可。

選好額定電流後,還必須計算導通損耗。在實際情況下,MOS管並不是理想的器件,因為(wei) 在導電過程中會(hui) 有電能損耗。MOS管在導通時就像一個(ge) 可變電阻,由器件的導通電阻所確定,並隨溫度而顯著變化。

第四步是確定熱要求

在確定電流之後,就要計算係統的散熱要求。設計人員必須考慮針對最差散熱情況下的結果,因為(wei) 這個(ge) 結果可以提供更大的安全餘(yu) 量,能確保係統不會(hui) 失效。在MOS管的資料表上還有一些需要注意的測量數據,比如封裝器件的半導體(ti) 結構與(yu) 環境之間的熱阻標準差的計算公式實例,以及最大的結溫。

值得注意的是,在處理簡單熱模型時,設計人員還必須考慮金屬-半導體(ti) 結/器件外殼及外殼/環境的熱容量,即要求印刷電路板和封裝不會(hui) 立即升溫。

第五步是確定開關(guan) 性能

選擇MOS管最重要的一步就是確定其開關(guan) 性能。影響開關(guan) 性能的參數有很多,但最重要的是柵極/漏極、柵極/源極及漏極/源極電容。因為(wei) 在每次開關(guan) 時都要對這些電容充電,會(hui) 在器件中產(chan) 生開關(guan) 損耗;MOS管的開關(guan) 速度也因此被降低,器件效率隨之下降;其中,柵極電荷對開關(guan) 性能的影響最大。

為(wei) 計算開關(guan) 過程中器件的總損耗,設計人員必須計算開通過程中的損耗和關(guan) 閉過程中的損耗,進而推導出MOS管開關(guan) 總功率。

第六步為(wei) 封裝因素考量

不同的封裝尺寸MOS管具有不同的熱阻和耗散功率,需要考慮係統的散熱條件和環境溫度,基本原則就是在保證功率MOS管的溫升和係統效率的前提下,選取參數和封裝更通用的功率MOS管。

第七步要選擇好品牌

MOS管的生產(chan) 企業(ye) 很多,大致說來,主要有歐美係、日係、韓係、台係、國產(chan) 幾大係列。

歐美係代表企業(ye) :意法、安森美、TI、PI、英飛淩等;

日係代表企業(ye) :東(dong) 芝、瑞薩等;

韓係代表企業(ye) :KEC、AUK、信安等;

台係代表企業(ye) :VBsemi、APEC富鼎、CET華瑞;

國產(chan) 代表企業(ye) :乐天堂FUN88電子、士蘭(lan) 微、華潤華晶、東(dong) 光微等。

在這些品牌中,歐美及日係企業(ye) 借助品牌價(jia) 值、技術優(you) 勢等原因長期以來占據著高端市場,但其產(chan) 品價(jia) 格也往往較高。

韓國的MOS管企業(ye) 也是行業(ye) 的重要產(chan) 品供應商,不過在技術上,要稍弱於(yu) 歐美及日係企業(ye) ,但在價(jia) 格方麵,較歐美及日係企業(ye) 更具優(you) 勢。

而在中國大陸,同樣活躍著一批本土企業(ye) ,他們(men) 借助本土優(you) 勢和更快的客戶服務響應速度,在中低端及細分領域具有很強的競爭(zheng) 力。同時另一批借助多年積累的優(you) 勢打造優(you) 質產(chan) 品的企業(ye) ,也在不斷衝(chong) 擊高端市場,以滿足本土客戶的需求。