mos管选型之耗散功率
先说下常见mos选型参数:如:IRLML6401TRPBF 参数
漏源电压(Vdss) | 12V |
连续漏极电流(Id)(25°C 时) | 4.3A |
栅源极阈值电压 | 950mV @ 250uA |
漏源导通电阻 | 50mΩ @ 4.3A,4.5V |
最大功率耗散(Ta=25°C) | 1.3W |
类型 | P沟道 |
vdss:是指栅源电压VGS 为 0 时(此时的mos肯定是截止的),场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数,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。
Id: 芯片在最大额定结温TJ(max)下,管表面温度在25℃或者更高温度下,可允许的最大连续直流电流.ID中并不包含开关损耗,并且实际使用时保持管表面温度在25℃(Tcase)也很难。因此,硬开关应用中实际开关电流通常小于ID 额定值@ TC = 25℃的一半,通常在1/3~1/4(选型的主要依据)。补充,如果采用热阻JA的话可以估算出特定温度下的ID,这个值更有现实意义。
VGS(th)栅源极阈值电压: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(开始有电流)或关断MOSFET时电流消失时的电压。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,也就是负温度特性。
RDS(on) 漏源导通电阻:在特定的 VGS (通常为 10V)、结温及漏极电流的前提下, 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.此参数通常会随结温度的上升而有所增大(正温度特性). 故应以此参数在最高作业结温前提下的值作为损耗及压降计算.
PD最大功率耗散(Ta=25°C):是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率(也就是损耗)。使用时,场效应管实际功耗应小于 PDM(漏极最大容许耗散功率)并留有一定余量。此参数一般会随结温度的上升有所减额。
注:
MOS的功耗是指MOS在电路应用中的损耗,比如导通损耗,开关损耗等,当然设计及应用的时候这个值一定是远小于MOS管的Pd. MOS管的功耗主要有开关损耗和通态损耗
计算通态损耗的影响。Pcond=Idsrms*Idsrms*RDSon*Dmax,如Idsrms=11A时,Dmax接近100%,RDSon取8豪欧,Pcond约1W。过程:11*11*0.008*100%=0.968W
估算开关损耗。PSW=VDSoff*Idsrms*(tr+tf)*f/2。 例如:tr+tf=600ns,f=15625,VDSoff取24V,PSW=1.24W
Tf :下降时刻.输出电压 VDS 从 10% 上升到其幅值 90% 的时刻.Tr :上升时刻.输出电压 VDS 从 90% 下降到其幅值 10% 的时刻.VDSoff:实际得看mos管的导通曲线。取曲线平均值即可。
总的耗散功耗为:Pmos=Pcond+PSW=2.24w。
扩展:
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。 gfs 与 VGS 的转移关系注意看图表
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