图文并茂分解开关电源中MOS管开关的全过程!
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MOS管datasheet基本参数中文解释 极限参数 ID:最大漏源电流。是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流。MOSFET的工作电流不应超过ID。此参数会随结温度的上升而有所减额。 IDM:最大脉冲漏源电流。反映了器件可以处理的脉冲电流的高低,此参数会随结温度的上升而有所减小。 PD:最大耗散功率。是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。此参数一般会随结温度的上升而有所减额。 VGS:最大栅源电压。是指栅源间反向电流开始急剧增加时的VGS值 Tj:最大工作结温。通常为150℃或175℃,器件设计的工作条件下须确应避免超过这个温度,并留有一定裕量。 TSTG:存储温度范围。 V(BR)DSS:漏源击穿电压。是指栅源电压VGS为0时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。加在场效应管上的工作电压必须小于V(BR)DSS。它具有正温度特性。故应以此参数在低温条件下的值作为安全考虑。 V(BR)DSS/△Tj:漏源击穿电压的温度系数,一般为0.1V/℃。 RDS(on):在特定的VGS(一般为10V)、结温及漏极电流的条件下,MOSFET导通时漏源间的最大阻抗。它是一个非常重要的参数,决定了MOSFET导通时的消耗功率。此参数一般会随结温度的上升而有所增大。故应以此参数在最高工作结温条件下的值作为损耗及压降计算。 VGS(th):开启电压(阀值电压)。当外加栅极控制电压VGS超过VGS(th)时,漏区和源区的表面反型层形成了连接的沟道。应用中,常将漏极短接条件下ID等于1毫安时的栅极电压称为开启电压。此参数一般会随结温度的上升而有所降低。 IDSS:饱和漏源电流,栅极电压VGS=0、VDS为一定值时的漏源电流。一般在微安级。 IGSS:栅源驱动电流或反向电流。由于MOSFET输入阻抗很大,IGSS一般在纳安级。 gfs:跨导。是指漏极输出电流的变化量与栅源电压变化量之比,是栅源电压对漏极电流控制能力大小的量度。 Qg:栅极总充电电量。MOSFET是电压型驱动器件,驱动的过程就是栅极电压的建立过程,这是通过对栅源及栅漏之间的电容充电来实现的。 Qgs:栅源充电电量。 Qgd:栅漏充电电量。 Ciss:输入电容,将漏源短接,用交流信号测得的栅极和源极之间的电容 。Ciss= CGD CGS。对器件的开启和关断延时有直接的影响。 Coss:输出电容,将栅源短接,用交流信号测得的漏极和源极之间的电容 。Coss= CDS CGD。 Crss:反向传输电容,在源极接地的情况下,测得的漏极和栅极之间的电容 Crss= CGD。对于开关的上升和下降时间来说是其中一个重要的参数。 Td(on):导通延迟时间。从有输入电压上升到10%开始到VDS(Vout)下降到其幅值90%的时间(如下图示)。 Tr:上升时间。输出电压VDS(Vout)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 (Vout)上升到其关断电压时10%的时间。 Tf:下降时间。输出电压VDS(Vout)从10%上升到其幅值90%的时间,参照下图所示。
雪崩击穿参数 如果电压超过漏源极限电压将导致器件处在雪崩状态 EAS:单次脉冲雪崩击穿能量,说明MOSFET所能承受的最大雪崩击穿能量 IAR:雪崩电流 EAR:重复雪崩击穿能量 体内二极管参数 IS:连续最大续流电流(从源极) ISM:脉冲最大续流电流(从源极) VSD:正向导通压降 Trr:反向恢复时间 Qrr:反向恢复充电电量 Ton:正向导通时间(基本可以忽略不计) POWER MOSFET 等效模型
POWER MOSFET 寄生参数
MOS管的驱动 在进行驱动电路设计之前,必须先清楚MOS管的模型、MOS管的开关过程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响。驱动电路的好坏直接影响了电源的工作性能及可靠性,一个好的MOSFET驱动电路的基本要求是: l开关管导通时,驱动电路应能提供足够大的充电电流使栅源电压上升到需要值,保证开关管快速开通且不存在上升沿的高频震荡。 l开关管导通期间驱动电路能保证MOSFET栅源间电压保持稳定使其可靠导通。 l关断瞬间驱动电路能提供一个低阻抗通路供MOSFET栅源间电压快速泻放,保证开关管能快速关断。 l关断期间驱动电路可以提供一定的负电压避免受到干扰产生误导通。 l驱动电路结构尽量简单,最好有隔离。 POWER MOSFET 驱动保护
POWER MOSFET 驱动电阻的影响
驱动电阻增大,驱动上升变慢,开关过程延长,对EMI有好处,但是开关损耗会增大,因此选择合适的驱动电阻很重要。 几种常见的MOSFET驱动电路 l不隔离互补驱动电路
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