MOS管基礎知識總結(jié)及原理分析

【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，不會發(fā)生像三極管做開關時的因基極電流引起的電荷存儲效應，因此在開關應用中，MOS管的開關速度應該比三極管快。

【圖1MOS管的工作原理】

我們在開關電源中常用MOS管的漏極開路電路，如圖2漏極原封不動地接負載，叫開路漏極，開路漏極電路中不管負載接多高的電壓，都能夠接通和關斷負載電流。是理想的模擬開關器件。這就是MOS管做開關器件的原理。當然MOS管做開關使用的電路形式比較多了。

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在開關電源應用方面，這種應用需要MOS管定期導通和關斷。比如，DC-DC電源中常用的基本降壓轉(zhuǎn)換器依賴兩個MOS管來執(zhí)行開關功能，這些開關交替在電感里存儲能量，然后把能量釋放給負載。我們常選擇數(shù)百kHz乃至1MHz以上的頻率，因為頻率越高，磁性元件可以更小更輕。

在正常工作期間，MOS管只相當于一個導體。因此，我們電路或者電源設計人員最關心的是MOS的最小傳導損耗。

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n溝道m(xù)os管

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p溝道m(xù)os管

【參數(shù)】

MOS管的PDF參數(shù)：RDS(ON)參數(shù)來定義導通阻抗，對開關應用來說，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)電壓VGS以及流經(jīng)開關的電流有關，但對于充分的柵極驅(qū)動，RDS(ON)是一個相對靜態(tài)參數(shù)。一直處于導通的MOS管很容易發(fā)熱。另外，慢慢升高的結(jié)溫也會導致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.電路設計的問題，就是讓MOS管工作在線性的工作狀態(tài)，而不是在開關狀態(tài)。這也是導致MOS管發(fā)熱的一個原因。如果N-MOS做開關，G級電壓要比電源高幾V，才能完全導通，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。這是設計電路的最忌諱的錯誤。

2.頻率太高，主要是有時過分追求體積，導致頻率提高，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計，電流太高，MOS管標稱的電流值，一般需要良好的散熱才能達到。所以ID小于最大電流，也可能發(fā)熱嚴重，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，導致開關阻抗增大。

【常見型號】

型號電壓/電流封裝

2N700060V,0.115ATO-92

2N700260V,0.2ASOT-23

IRF510A100V,5.6ATO-220

IRF520A100V,9.2ATO-220

IRF530A100V,14ATO-220

IRF540A100V,28ATO-220

IRF610A200V,3.3ATO-220

IRF620A200V,5ATO-220

IRF630A200V,9ATO-220

IRF634A250V,8.1ATO-220

IRF640A200V,18ATO-220

IRF644A250V,14ATO-220

IRF650A200V,28ATO-220

IRF654A250V,21ATO-220

IRF720A400V,3.3ATO-220

IRF730A400V,5.5ATO-220

IRF740A400V,10ATO-220

IRF750A400V,15ATO-220

IRF820A500V,2.5ATO-220

IRF830A500V,4.5ATO-220

IRF840A500V,8ATO-220

IRFP150A100V,43ATO-3P

IRFP250A200V,32ATO-3P

IRFP450A500V,14ATO-3P

IRFR024A60V,15AD-PAK

IRFR120A100V,8.4AD-PAK

IRFR214A250V,2.2AD-PAK

IRFR220A200V,4.6AD-PAK

IRFR224A250V,3.8AD-PAK

IRFR310A400V,1.7AD-PAK