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有的MOSFET電路柵源極為什么要并聯(lián)穩(wěn)壓二極管?一文搞懂MOS Vdss,Vgss,Id,Idm參數(shù)選型

硬件那點(diǎn)事兒 ? 2024-11-21 14:07 ? 次閱讀
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Part 01

前言

無(wú)論任何元器件選型,第一步都是去仔細(xì)閱讀對(duì)應(yīng)的datasheet,那么如何看懂datasheet就很重要,打開(kāi)datasheet,哪些參數(shù)是需要重點(diǎn)關(guān)注的,哪些是需要參考的,這是硬件設(shè)計(jì)的基本功。今天我們的主角是MOSFET,接下來(lái)我們就分幾篇文章介紹一下MOSFET選型時(shí)的重點(diǎn)參數(shù)關(guān)注以及講解。

我們今天重點(diǎn)講解Vdss,Vgss,Id,Idm參數(shù)。


Part 02

Vdss,Vgss,Id,Idm

datasheet中的電氣參數(shù)整體分兩大類(lèi),一類(lèi)是極限參數(shù),一類(lèi)是額定參數(shù),MOSFET的極限參數(shù)是其能夠承受的最大值范圍,超出這些值可能導(dǎo)致元器件性能下降、損壞甚至失效,很多廠家的規(guī)格書(shū)還會(huì)備注上,極限參數(shù)由設(shè)計(jì)保證,批量無(wú)法保證(類(lèi)似于你買(mǎi)方便面,包裝袋上寫(xiě)著圖片僅供參考),所以我們一定要避免讓器件以極限值去工作。

1.連續(xù)漏源極電流(Id

很多剛?cè)腴T(mén)的硬件工程師選MOSFET時(shí),很關(guān)注這個(gè)參數(shù),就像上面這個(gè)圖片一樣,Id最大值是100A,是不是意味著我們能拿這個(gè)MOSFET通100A的電流?當(dāng)然不是,因?yàn)閺S家這100A的測(cè)試條件備注了1),2)角標(biāo),也就是下面的描述,這里明確說(shuō)了,這100A的最大電流和你的散熱設(shè)計(jì)有關(guān),并且只是設(shè)計(jì)值,批量出貨的MOSFET不保證能通過(guò)100A。

有人會(huì)問(wèn),那100A不行,我通22A可以不?22A也是有角標(biāo)的,3)的) Device on 2s2p FR4 PCB defined in accordance with JEDEC standards (JESD51-5, -7). PCB is vertical in still air.意思是說(shuō)該MOSFET位于符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn) (JESD51-5, -7) 定義的2s2p FR4 PCB上測(cè)試的電流(PS:這個(gè)測(cè)試MOSFET的PCB尺寸一般很大(具體可參考對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)),并且只放了這一個(gè)MOSFET,實(shí)際我們?cè)赑CBA可不會(huì)有這么奢侈),PCB在靜止空氣中垂直放置。

問(wèn)題來(lái)了,那MOSFET到底能通多大的電流?這個(gè)問(wèn)題就要基于MOSFET的導(dǎo)通損耗,開(kāi)關(guān)損耗,以及熱阻去計(jì)算了,在此不做展開(kāi),后續(xù)單獨(dú)開(kāi)文章說(shuō)明。

所以此MOSFET的連續(xù)漏源極電流(Id數(shù)值并沒(méi)有太大的意義,大家看看得了,千萬(wàn)別當(dāng)真(很多MOSFET的銷(xiāo)售經(jīng)常拿這個(gè)參數(shù)吹牛說(shuō)自己的MOSFET多牛,讀了本文,你就可以現(xiàn)場(chǎng)打臉)。

2.脈沖漏源極電流(Idm)

不同廠家叫法不一,比如上圖中的,ID,pulse,指在脈沖工作模式下,MOSFET漏極與源極之間所能承受的最大瞬時(shí)電流。這一參數(shù)通常比連續(xù)漏源極電流 (Id) 大得多,但受限于持續(xù)時(shí)間和占空比(duty cycle),以避免MOSFET過(guò)熱或損壞,和連續(xù)漏源極電流一樣,僅供參考,別當(dāng)真。

3.最大漏源電壓(Vdss)

最大漏源電壓 (VDSS) 表示MOSFET在關(guān)斷狀態(tài)下,漏極和源極之間能夠承受的最大電壓值,超過(guò)此電壓可能導(dǎo)致MOSFET的擊穿或損壞。這個(gè)參數(shù)是我們需要重點(diǎn)關(guān)注的,比如下圖中MOSFET的最大漏源電壓是40V,如果我們的電源電壓是12-24V,我們是不是就可以高枕無(wú)憂(yōu)了?當(dāng)然不是,我們一定要記得,電源不是波瀾不驚的,而是波濤洶涌的,電源中會(huì)由于感性負(fù)載開(kāi)關(guān),或者線束寄生電感,抑或是電源異常過(guò)壓導(dǎo)致的高壓脈沖(不同的產(chǎn)品會(huì)有對(duì)應(yīng)的EMC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),我們可以從標(biāo)準(zhǔn)里看MOSFET會(huì)遭受哪些高壓脈沖)導(dǎo)致電源電壓可能超過(guò)40V,這時(shí)候我們要在漏極放置一個(gè)TVS來(lái)保護(hù)MOSFET。

4.最大柵源電壓(Vgss

最大柵源電壓 (VGSS) 表示MOSFET的柵極和源極之間能夠承受的最大電壓值,超過(guò)此電壓可能導(dǎo)致MOSFET的柵極氧化層永久損壞。為了避免這個(gè)問(wèn)題的發(fā)生,有時(shí)候需要在MOSFET的柵極和源極之間并聯(lián)一個(gè)穩(wěn)壓二極管。

那為什么有的電路需要并聯(lián)穩(wěn)壓二極管,有的不需要呢?

1.看驅(qū)動(dòng)電路是否穩(wěn)定:

如果你用5V,比如MCU IO口驅(qū)動(dòng)MOSFET,那就不需要考慮這個(gè)問(wèn)題,如果你用的是驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器的電源是從12電源取電,那就需要考慮這個(gè)問(wèn)題了。

2.部分MOSFET驅(qū)動(dòng)器有電壓限制功能,那我們也能節(jié)省外部的穩(wěn)壓二極管。

3.有些MOSFET內(nèi)部自帶穩(wěn)壓二極管。


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原文標(biāo)題:有的MOSFET電路柵源極為什么要并聯(lián)穩(wěn)壓二極管?一文搞懂MOS Vdss,Vgss,Id,Idm參數(shù)選型

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