場效應管的選擇,需要了解哪些基礎呢?
1.溝道的選擇。為設計選擇正確器件的步是決定采用N溝道還是P溝道MOSFET,在典型的功率應用中,當一個MOSFET接地,而負載連接到干線電壓上時,該MOSFET就構成了低壓側開關。在低壓側開關中,應采用N溝道MOSFET,這是出于對關閉或?qū)ㄆ骷桦妷旱目紤]。當MOSFET連接到總線及負載接地時,就要用高壓側開關。通常會在這個拓撲中采用P溝道MOSFET,這也是出于對電壓驅(qū)動的考慮。
2.計算導通損耗。MOSFET器件的功率耗損可由Iload2×RDS(ON)計算,由于導通電阻隨溫度變化,因此功率耗損也會隨之按比例變化。對便攜式設計來說,采用較低的電壓比較容易(較為普遍),而對于工業(yè)設計,可采用較高的電壓。注意RDS(ON)電阻會隨著電流輕微上升。關于RDS(ON)電阻的各種電氣參數(shù)變化可在制造商提供的技術資料表中查到。
3.計算系統(tǒng)的散熱要求。設計人員考慮兩種不同的情況,即壞情況和真實情況。建議采用針對壞情況的計算結果,因為這個結果提供更大的余量,能確保系統(tǒng)不會失效。在MOSFET的資料表上還有一些需要注意的測量數(shù)據(jù);比如封裝器件的半導體結與環(huán)境之間的熱阻,以及大的結溫。
4.電壓和電流的選擇。額定電壓越大,器件的成本就越高。根據(jù)實踐經(jīng)驗,額定電壓應當大于干線電壓或總線電壓。這樣才能提供足夠的保護,使MOSFET不會失效。就選擇MOSFET而言,確定漏極源極間可能承受的大電壓,即大VDS。設計工程師需要考慮的其他因素包括由開關電子設備(如電機或變壓器)誘發(fā)的電壓瞬變。不同應用的額定電壓也有所不同;通常,便攜式設備為20V、FPGA電源為20~30V、85~220VAC應用為450~600V。在連續(xù)導通模式下,MOSFET處于穩(wěn)態(tài),此時電流連續(xù)通過器件。脈沖尖峰是指有大量電涌(或尖峰電流)流過器件。一旦確定了這些條件下的大電流,只需直接選擇能承受這個大電流的器件便可。
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