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AOD4184器件漏源通态电阻RpsON是器件单位面积开态时漏源之间的总电阻,它是决定器件**额定电流和功率损耗的重要参数。由于VDMOS的诸多优点,早期低压的MOSFET大都也是使用平面VDMOS工艺,但是由于平面工艺MOSFET其本身体内JFET寄生电阻的限制,单个原胞的面积并不能减的很小,这样就使增加原胞密度变得很困难,限制了平面工艺MOSFET向进一步减小RpsON的方向发展。在这种情况下,为了进一步增加原胞密度,提高单位面积芯片内沟道的总宽度,1984年D.Ueda首次把Trench技术用于制造UMOS器件[],由于Trench栅(UMOS)把沟道从水平变为垂直,彻底消除了平面结构寄生JFET电阻的影响,使元胞尺寸大大缩小,元胞尺寸缩小能够带来器件单位硅片上的沟道宽长比增大从而使电流增大、导通电阻下降等好处6].Trench栅结构几乎完全消除了平面型VDMOS的弊端,在制作低压MOSFET领域得到了广泛的应用。各种Trench MOSFET结构也开始应运而生。
AOD4184EPI SGT MOSFET的器件结构示意图和在相同总体EPI厚度下及相同反向耐压下单层、双层及三层EPI结构器件内部的电场
分布仿真曲线6,可以看出无论在相同的EPI厚度下,还是在相同的耐压下,三层EPI SGT MOSFET结构器件内部电场峰值均小于双层和单层EPI结构,且电场分布更加均匀。对于150V器件,在总体10um的EPI厚度下,三层EPI的反向击穿电压BV和R8分别达到164.5V和67.8mΩ·m㎡,BV比双层和单层EPI结构分别提高了6.9%和25.6%,R比双层和单层EPI结构分别降低了30.4%和62%.
替代AOD4184常见问题
过快的充电会导致激烈的米勒震荡,但过慢的充电虽减小了震荡,但会延长开关从而增加开关损耗。MOS 开通过程源级和漏级间等效电阻相当于从无穷大电阻到阻值很小的导通内阻(导通内阻一般低压 MOS 只有几毫欧姆)的一个转变过程。
比如一个 MOS **电流 100a,电池电压 96v,在开通过程中,有那么一瞬间(刚进入米勒平台时)MOS 发热功率是 P=V*I(此时电流已达**,负载尚未跑起来,所有的功率都降落在 MOS 管上),P=96*100=9600w!这时它发热功率**,然后发热功率迅速降低直到完全导通时功率变成 100*100*0.003=30w(这里假设这个 MOS 导通内阻 3 毫欧姆)。开关过程中这个发热功率变化是惊人的。
如果开通时间慢,意味着发热从 9600w 到 30w 过渡的慢,MOS 结温会升高的厉害。所以开关越慢,结温越高,容易烧 MOS。为了不烧 MOS,只能降低 MOS 限流或者降低电池电压,比如给它限制 50a 或电压降低一半成 48v,这样开关发热损耗也降低了一半。不烧管子了。
这也是高压控容易烧管子原因,高压控制器和低压的只有开关损耗不一样(开关损耗和电池端电压基本成正比,假设限流一样),导通损耗完全受 MOS 内阻决定,和电池电压没任何关系。
其实整个 MOS 开通过程非常复杂。里面变量太多。总之就是开关慢不容易米勒震荡,但开关损耗大,管子发热大,开关速度快理论上开关损耗低(只要能有效抑制米勒震荡),但是往往米勒震荡很厉害(如果米勒震荡很严重,可能在米勒平台就烧管子了),反而开关损耗也大,并且上臂 MOS 震荡更有可能引起下臂 MOS 误导通,形成上下臂短路。
所以这个很考验设计师的驱动电路布线和主回路布线技能。最终就是找个平衡点(一般开通过程不超过 1us)。开通损耗这个最简单,只和导通电阻成正比,想大电流低损耗找内阻低的。
例
锂电池保护板做充放电开关使用
一般情况下,MOS都处于开或关的状态,不用考虑MOS的开关速度,会在整体电路上设计了快速关闭回路。
要注意以下几个点:
1,注意DS电压,设计选型留有足够的余量。按照1.5倍MOS管的BVDDS
2,注意工作电流与保护电流,经验值是3~4倍以上为MOS的ID(DC) 。
3,多颗MOS并联,电流的余量尽量再大一点。
4,走大电流的方案,要综合考虑封装散热,内阻。
5,驱动电压要了解,尽量使MOS工作在完全开启状态,对于单片机驱动的方案,尽量推荐低开启的MOS。
另外在选用MOS管时要注意沟道类型,BVDDS ,ID导通电流,VGS(th),RDSON这几项参数。
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