如何选取MOS管?MOS管击穿问题分析
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一直以来,MOS管都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来MOS管的相关介绍,详细内容请看下文。
一、MOS管击穿问题分析
(一)MOS管被击穿的原因
1. 高输入电阻与小电容
MOS管的输入电阻极高,而栅源极间的电容又非常小,这使得它们极易受到外界电磁场或静电的影响。少量电荷就可以在极间电容上形成相当高的电压,从而损坏MOS管。
2. 保护措施不足
尽管大多数MOS管的输入端都配备了抗静电保护措施,但这些措施往往不足以应对极端情况。例如,当瞬间输入电流超过保护二极管的容限或静电电压过高时,保护电路可能失去作用。
3. 操作不当
在存储、运输、组装和调试过程中,如果操作不当,也可能导致MOS管被击穿。例如,使用未接地的工具、工作台或仪表,或者操作人员穿着易产生静电的衣物,都可能对MOS管造成损害。
(二)解决方案
1. 改进存储和运输条件
为了减少静电对MOS管的影响,建议在存储和运输中使用金属容器或导电材料进行包装,并避免将它们放置在易产生静电的化工材料或化纤织物中。这样可以有效地防止静电积累和放电。
2. 优化组装和调试环境
组装和调试时,工具、仪表和工作台应良好接地,以减少静电的产生。操作人员应避免穿着尼龙、化纤等易产生静电的衣物,并在接触集成块前先接地。
3. 使用保护电阻和栅极电阻
在MOS管的输入端串接保护电阻可以限制瞬间输入电流,从而保护MOS管不被过大的电流损坏。同时,连接栅极电阻可以提供偏置电压,并为场效应管提供泻放路径,以保护栅极和源极之间的区域。
4. 正确焊接操作
焊接时,电烙铁必须可靠接地,以防止漏电击穿器件输入端。建议在断电后利用电烙铁的余热进行焊接,并先焊其接地管脚。
二、如何选取MOS管
法则之一:用N沟道orP沟道
选择好MOS管器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOS管。在典型的功率应用中,当一个MOS管接地,而负载连接到干线电压上时,该MOS管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中,应采用N沟道MOS管,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当MOS管连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道MOS管,这也是出于对电压驱动的考虑。
法则之二:确定MOS管的额定电流
该额定电流应是负载在所有情况下能够承受的最大电流。与电压的情况相似,确保所选的MOS管能承受这个额定电流,即使在系统产生尖峰电流时。两个考虑的电流情况是连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下,MOS管处于稳态,此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦确定了这些条件下的最大电流,只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。
法则之三:选择MOS管的下一步是系统的散热要求
须考虑两种不同的情况,即最坏情况和真实情况。建议采用针对最坏情况的计算结果,因为这个结果提供更大的安全余量,能确保系统不会失效。
法则之四:选择MOS管的最后一步是决定MOS管的开关性能
影响开关性能的参数有很多,但最重要的是栅极/漏极、栅极/源极及漏极/源极电容。这些电容会在器件中产生开关损耗,因为在每次开关时都要对它们充电。MOS管的开关速度因此被降低,器件效率也下降。为计算开关过程中器件的总损耗,要计算开通过程中的损耗(Eon)和关闭过程中的损耗(Eoff)。
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