PowerMOSFET

MOSFET知识目录

  • MOS的结构图和原理图
  • MOS的主要参数
  • 四种工作状态
  • MOS常见问题

MOS的结构图和原理图符号

MOS种类许许多多:N沟道、P沟道;增强型、耗尽型
这一部分过于简单,大家翻书应该有很详细的讲解

MOS类型

MOS主要参数

导通电阻

  • 也称MOS内阻:Rds(ON)
  • 内阻决定发热、发热决定电流,所以显然越小越好
  • 注意:温度越高内阻越大(这是硅半导体材料在mos制造工艺的特性)

数据手册总是不老实的,自己测一波才靠谱

等效电容

各个引脚之间都有存在电容

  • 其中平时考虑最多的就是栅源电容Cgs

给栅极电压的过程就是给电容充电的过程(电容电压不能突变),所以mos源级和漏级间由截止到导通的开通过程受栅极电容的充电过程制约

  • 栅源极电荷Qgs

指的是栅极从0v充电到对应电流米勒平台时总充入电荷(实际电流不同,这个平台高度不同,电流越大,平台越高,这个值越大)。这个阶段是给Cgs充电(也相当于Ciss,输入电容)。

  • 栅漏极电荷Qgd

指的是整个米勒平台的总充电电荷(在这称为米勒电荷)。这个过程给Cgd(Crss,这个电容随着gd电压不同迅速变化)充电。

  • 弥勒电容:栅极和漏极之间的电容Cgd

特点:非恒定————随栅极和漏级间电压变化而迅速变化。这个米勒电容是栅极和源级电容充电的绊脚石,因为栅极给栅-源电容Cgs充电达到一个平台后,栅极的充电电流必须给米勒电容Cgd充电。这时栅极和源级间电压不再升高,达到一个平台,这个是米勒平台(米勒平台就是给Cgd充电的过程)


四种工作状态

  • 开通过程:从截止到导通的过渡过程
  • 导通状态
  • 关断过程:从导通到截止的过渡过程
  • 截止状态

MOS常见问题

损耗问题

  • 开关损耗(开通过程和关断过程):是MOS损耗的主要来源

    比如一个mos最大电流100a,电池电压96v,在开通过程中,有那么一瞬间mos发热功率是P=VI(此时电流已达最大,负载尚未跑起来,所有的功率都降落在MOS管上),P=96100=9600w!这时它发热功率最大,然后发热功率迅速降低直到完全导通时功率变成1001000.003=30w(这里假设这个mos导通内阻3毫欧姆),开关过程中这个发热功率变化是惊人的!

  • 导通损耗
  • 截止损耗(漏电流引起的)
  • 雪崩能量损耗

静电问题

由于栅源的结构(相当于电容),这一层介质很薄,容易被静电击穿
所以MOS的包装常常使用防静电袋

米勒震荡

顾名思义,由米勒平台引起的米勒震荡!

显然在米勒平台的时候,源级和漏级间电压迅速变化,内部电容相应迅速充放电,这些电流脉冲会导致mos寄生电感产生很大感抗。这里面就有电容、电感、电阻组成震荡电路(能形成2个回路),并且电流脉冲越强频率越高震荡幅度越大,所以最关键的问题就是这个米勒平台如何过渡。

解决方案:

增加栅极和源极间的电容,即减缓MOS管的导通时间
副作用:带来了更多的开关损耗

Donate
  • Copyright: Copyright is owned by the author. For commercial reprints, please contact the author for authorization. For non-commercial reprints, please indicate the source.
  • Copyrights © 2022-2023 RY.J
  • Visitors: | Views:

请我喝杯咖啡吧~

支付宝
微信