MOS是MOSFET的缩写,全称Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,即金属-氧化物半导体场效应晶体管,我们一般简称场效应管。
MOS管主要分两大类型,即N沟道和P沟道。在功率系统中,它可以被看作为电器开关。
当N沟道场效应管的栅极和源极之间加上正电压时即为开关导通,这时电流可经过开关从漏极流向源极,两极之间存在一个导通电阻,要知道,场效应管的栅极是个高阻抗端,所以我们一般要在栅极加上一个电压,若栅极为悬空,器件就不可以按照设计意图工作,而且可能在不恰当的时候导通或关闭,导致系统出现潜在的功率损耗。当两极之间电压为零的时候开关闭合,电流不在流动,虽然这个时候器件处于关闭状态,但是仍会有微小的电流存在,这就是我们说的漏电流IDSS。
那么我们对于沟道该如何选择呢?我们设计一个器件第一步就是需要正确的选择使用N沟道还是P沟道的场效应管,在典型的功率应用中,当一个场效应管接地,那么负责连接到干线电压上的时候,这个场效应管就成为了低压侧开关,而低压侧开关中,一般我们采用N沟道场效应管,这也是处于对关闭或者导通器件需要的电压条件考虑。当场效应管连接到总线及负责接地的时候,就需要用到高压侧开关,这时候我们一般会在拓扑中使用P沟道场效应管,这是处于对电压驱动的考虑。所以两种情况各不相同,看我们设计的器件具体需求来确认具体的沟道型号。
正常情况下,额定电压越大,我们的器件成本就越高,根据我司多年的实践经验,当额定电压需要大于干线电压或者总线电压,这样才可以提供足够的保护以保证场效应管不失效,就选择MOS管而言,我们必须要确定漏极到源极之间可能承受的最大电压,设计过程中也需要考虑的其他安全因素包括开关电子设备秀诱发的电压瞬间。
不同应用情况下的额定电压也有所不同,在连续导通的情况下,MOS管处于稳态,电流连续通过器件,一旦确定了脉冲尖峰电流那么直接选择能承受住这个最大电流的器件就可以。
MOS管的功率损耗可以用Iload2×RDS(ON)来计算,由于导通电阻会随着温度变化,所以功率损耗也会随之变化,对于很多方便携带的设备来说,用较低的电压相对普遍,而对于工业领域的设备来说,最好采用较高的电压,需要注意的是RDS(ON)电阻会随着电流轻微上升,关于这方面的电气参数变化如果您需要详细了解可以联系我司索取相应的规格书查询。
一般情况下,计算系统的散热要求我们也需要考虑到,设计工程师必须考虑到设备的最坏情况和正常使用情况,建议采用针对最坏情况的计算结果来设计,这样结果会给设备提供更大的安全余量,能一定程度上确保系统不会失效。
导通的瞬间电压电流成绩非常大,一定程度上也决定了器件的开关性能,所以我们也需要考虑到开关的损耗,如果系对开关性能的要求比较好,建议选择栅极电荷QG相对小些功率的MOS管。
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