MOS管参数详细解释.pdf

MOS 管参数详细解释 作者：单片机之家 一、一、MOSMOSMOSMOS 管介绍管介绍 在使用 MOS 管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，一般都要考虑 MOS 的导通电阻， 最大电压等，最大电流等因素。 MOSFET 管是 FET 的一种，可以被制造成增强型或耗尽型，P 沟道或 N 沟道共 4 种类型， 一般主要应用的为增强型的 NMOS 管和增强型的 PMOS 管，所以通常提到的就是这两种。 这两种增强型 MOS 管，比较常用的是 NMOS。原因是导通电阻小且容易制造。所以开关电 源和马达驱动的应用中，一般都用 NMOS。 在 MOS 管内部，漏极和源极之间会寄生一个二极管。这个叫体二极管，在驱动感性负载(如 马达)，这个二极管很重要，并且只在单个的 MOS 管中存在此二极管，在集成电路芯片内部 通常是没有的。 MOS 管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生 的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免。 二、二、MOSMOSMOSMOS 管导通特性管导通特性 导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。 NMOSNMOSNMOSNMOS 的特性，的特性，Vgs 大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况适合用于源极接地时的情况( ( ( (低端驱动低端驱动) ) ) )，只要 栅极电压达到一定电压（如 4V 或 10V, 其他电压，看手册）就可以了。 PMOSPMOSPMOSPMOS 的特性的特性，Vgs 小于一定的值就会导通，适合用于源极接适合用于源极接 VCCVCCVCCVCC 时的情况时的情况( ( ( (高端驱动高端驱动) ) ) )。 但是，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，通常还是使用 NMOS。 三、三、MOSMOSMOSMOS 开关管损失开关管损失 不管是 NMOS 还是 PMOS，导通后都有导通电阻存在，因而在 DS 间流过电流的同时，两端 还会有电压，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择 导通电阻小的 MOS 管会减小导通损耗。现在的小功率 MOS 管导通电阻一般在几毫欧，几 十毫欧左右 MOS 在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。MOS 两端的电压有一个下降的过程， 流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS 管的损失是电压和电流的乘积，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的乘 积很大，造成的损失也就很大。降低开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率， 可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。 四、四、MOSMOSMOSMOS 管驱动管驱动 MOS 管导通不需要电流，只要 GS 电压高于一定的值，就可以了。但是，我们还需要速度。 在 MOS 管的结构中可以看到，在 GS，GD 之间存在寄生电容，而 MOS 管的驱动，实际上 就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短 1 路，所以瞬间电流会比较大。选择/设计 MOS 管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流 的大小。 普遍用于高端驱动的普遍用于高端驱动的 NMOSNMOSNMOSNMOS，导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的，导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的 MOSMOSMOSMOS 管 导通时源极电压与漏极电压 管 导通时源极电压与漏极电压(VCC)(VCC)(VCC)(VCC)相同，所以这时栅极电压要比相同，所以这时栅极电压要比 VCCVCCVCCVCC 大大(4V(4V(4V(4V 或或 10V10V10V10V 其他电 压，看手册 其他电 压，看手册) ) ) )。如果在同一个系统里，要得到比 VCC 大的电压，就要专门的升压电路了。很 多马达驱动器都集成了电荷泵，要注意的是应该选择合适的外接电容，以得到足够的短路电 流去驱动 MOS 管。 五、Mosfet 参数含义说明五、Mosfet 参数含义说明 Vds：DS 击穿电压.当 Vgs=0V 时，MOS 的 DS 所能承受的最大电压 Rds(on)：DS 的导通电阻.当 Vgs=10V 时，MOS 的 DS 之间的电阻 Id：最大 DS 电流.会随温度的升高而降低 Vgs:最大 GS 电压.一般为：-20V+20V Idm:最大脉冲 DS 电流.会随温度的升高而降低，体现一个抗冲击能力，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 150 度和 175 度 Tstg:最大存储温度 Iar:雪崩电流 Ear:重复雪崩击穿能量 Eas:单次脉冲雪崩击穿能量 BVdss：DS 击穿电压 Idss:饱和 DS 电流，uA 级的电流 Igss:GS 驱动电流，nA 级的电流. gfs:跨导 Qg:G 总充电电量 Qgs:GS 充电电量 Qgd:GD 充电电量 Td(on):导通延迟时间，从有输入电压上升到 10%开始到 Vds 下降到其幅值 90%的时间 Tr:上升时间，输出电压 VDS 从 90% 下降到其幅值 10% 的时间 Td(off): 关断延迟时间， 输入电压下降到 90% 开始到 VDS 上升到其关断电压时 10%