【N型/P型MOS管 原理】
MOS管是由加在輸入端柵極的電壓來控制輸出端漏極的電流。MOS管是壓控器件，它通過加在柵極上的電壓控制器件的特性，不會(huì)發(fā)生像三極管做開關(guān)時(shí)的因基極電流引起的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)，因此在開關(guān)應(yīng)用中，MOS管的開關(guān)速度應(yīng)該比三極管快。
【圖1 MOS管的工作原理】
我們在開關(guān)電源中常用MOS管的漏極開路電路，如圖2漏極原封不動(dòng)地接負(fù)載，叫開路漏極，開路漏極電路中不管負(fù)載接多高的電壓，都能夠接通和關(guān)斷負(fù)載電流。是理想的模擬開關(guān)器件。這就是MOS管做開關(guān)器件的原理。當(dāng)然MOS管做開關(guān)使用的電路形式比較多了。
在開關(guān)電源應(yīng)用方面，這種應(yīng)用需要MOS管定期導(dǎo)通和關(guān)斷。比如，DC-DC電源中常用的基本降壓轉(zhuǎn)換器依賴兩個(gè)MOS管來執(zhí)行開關(guān)功能，這些開關(guān)交替在電感里存儲(chǔ)能量，然后把能量釋放給負(fù)載。我們常選擇數(shù)百kHz乃至1MHz以上的頻率，因?yàn)轭l率越高，磁性元件可以更小更輕。
在正常工作期間，MOS管只相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體。因此，我們電路或者電源設(shè)計(jì)人員最關(guān)心的是MOS的最小傳導(dǎo)損耗。
n溝道m(xù)os管
p溝道m(xù)os管
【參數(shù)】
MOS管的PDF參數(shù)：RDS(ON)參數(shù)來定義導(dǎo)通阻抗，對開關(guān)應(yīng)用來說，RDS(ON)也是最重要的器件特性。
數(shù)據(jù)手冊定義RDS(ON)與柵極(或驅(qū)動(dòng))電壓VGS以及流經(jīng)開關(guān)的電流有關(guān)，但對于充分的柵極驅(qū)動(dòng)，RDS(ON)是一個(gè)相對靜態(tài)參數(shù)。一直處于導(dǎo)通的MOS管很容易發(fā)熱。另外，慢慢升高的結(jié)溫也會(huì)導(dǎo)致RDS(ON)的增加。MOS管數(shù)據(jù)手冊規(guī)定了熱阻抗參數(shù)，其定義為MOS管封裝的半導(dǎo)體結(jié)散熱能力。RθJC的最簡單的定義是結(jié)到管殼的熱阻抗。
【發(fā)熱情況】
1.電路設(shè)計(jì)的問題，就是讓MOS管工作在線性的工作狀態(tài)，而不是在開關(guān)狀態(tài)。這也是導(dǎo)致MOS管發(fā)熱的一個(gè)原因。如果N-MOS做開關(guān)，G級(jí)電壓要比電源高幾V，才能完全導(dǎo)通，P-MOS則相反。沒有完全打開而壓降過大造成功率消耗，等效直流阻抗比較大，壓降增大，所以U*I也增大，損耗就意味著發(fā)熱。這是設(shè)計(jì)電路的最忌諱的錯(cuò)誤。
2.頻率太高，主要是有時(shí)過分追求體積，導(dǎo)致頻率提高，MOS管上的損耗增大了，所以發(fā)熱也加大了。
3.沒有做好足夠的散熱設(shè)計(jì)，電流太高，MOS管標(biāo)稱的電流值，一般需要良好的散熱才能達(dá)到。所以ID小于最大電流，也可能發(fā)熱嚴(yán)重，需要足夠的輔助散熱片。
4.MOS管的選型有誤，對功率判斷有誤，MOS管內(nèi)阻沒有充分考慮，導(dǎo)致開關(guān)阻抗增大。
【常見型號(hào)】
型號(hào) 電壓/電流 封裝
2N7000 60V,0.115A TO-92
2N7002 60V,0.2A SOT-23
IRF510A 100V,5.6A TO-220
IRF520A 100V,9.2A TO-220
IRF530A 100V,14A TO-220
IRF540A 100V,28A TO-220
IRF610A 200V,3.3A TO-220
IRF620A 200V,5A TO-220
IRF630A 200V,9A TO-220
IRF634A 250V,8.1A TO-220
IRF640A 200V,18A TO-220
IRF644A 250V,14A TO-220
IRF650A 200V,28A TO-220
IRF654A 250V,21A TO-220
IRF720A 400V,3.3A TO-220
IRF730A 400V,5.5A TO-220
IRF740A 400V,10A TO-220
IRF750A 400V,15A TO-220
IRF820A 500V,2.5A TO-220
IRF830A 500V,4.5A TO-220
IRF840A 500V,8A TO-220
IRFP150A 100V,43A TO-3P
IRFP250A 200V,32A TO-3P
IRFP450A 500V,14A TO-3P
IRFR024A 60V,15A D-PAK
IRFR120A 100V,8.4A D-PAK
IRFR214A 250V,2.2A D-PAK
IRFR220A 200V,4.6A D-PAK
IRFR224A 250V,3.8A D-PAK
IRFR310A 400V,1.7A D-PAK |
