計(jì)算導(dǎo)通損耗。MOSFET器件的功率耗損可由Iload2×RDS(ON)計(jì)算,由于導(dǎo)通電阻隨溫度變化,因此功率耗損也會(huì)隨之按比例變化。對(duì)便攜 式設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),采用較低的電壓比較容易(較為普遍),而對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì),可采用較高的電壓。注意RDS(ON)電阻會(huì)隨著電流輕微上升。關(guān)于RDS(ON)電 阻的各種電氣參數(shù)變化可在制造商提供的技術(shù)資料表中查到。計(jì)算系統(tǒng)的散熱要求。設(shè)計(jì)人員必須考慮兩種不同的情況,即較壞情況和真實(shí)情況。建議采用針對(duì)較壞情況的計(jì)算結(jié)果,因?yàn)檫@個(gè)結(jié)果提供更大的安全余量,能 確保系統(tǒng)不會(huì)失效。在MOSFET的資料表上還有一些需要注意的測(cè)量數(shù)據(jù);比如封裝器件的半導(dǎo)體結(jié)與環(huán)境之間的熱阻,以及較大的結(jié)溫。開(kāi)關(guān)損耗其實(shí)也是一個(gè)很重要的指標(biāo)。從下圖可以看到,導(dǎo)通瞬間的電壓電流乘積相當(dāng)大。一定程度上決定了器件的開(kāi)關(guān)性能。不過(guò),如果系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)性能要求比較高,可以選擇柵極電荷QG比較小的功率MOSFET。場(chǎng)效應(yīng)管在無(wú)線電領(lǐng)域具有普遍應(yīng)用,如射頻放大器、混頻器、振蕩器等,提高通信質(zhì)量。深圳小噪音場(chǎng)效應(yīng)管定制
效應(yīng)管與三極管的各自應(yīng)用特點(diǎn):1.場(chǎng)效應(yīng)管在源極金屬與襯底連在一起時(shí),源極和漏極可以互換使用,且特性變化不大;而三極管的集電極與發(fā)射極互換使用時(shí),其特性差異很大,β值將減小很多。2.場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲系數(shù)很小,在低噪聲放大電路的輸入級(jí)及要求信噪比較高的電路中要選用場(chǎng)效應(yīng)管。3.場(chǎng)效應(yīng)管和三極管均可組成各種放大電路和開(kāi)關(guān)電路,但由于前者制造工藝簡(jiǎn)單,且具有耗電少,熱穩(wěn)定性好,工作電源電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn),因而被普遍用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中。4.三極管導(dǎo)通電阻大,場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通電阻小,只有幾百毫歐姆,在現(xiàn)用電器件上,一般都用場(chǎng)效應(yīng)管做開(kāi)關(guān)來(lái)用,他的效率是比較高的。深圳小噪音場(chǎng)效應(yīng)管定制場(chǎng)效應(yīng)管還可以用于設(shè)計(jì)溫度傳感器、微波探測(cè)器和光電探測(cè)器等電子器件。
雪崩失效分析(電壓失效),底什么是雪崩失效呢,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)MOSFET在電源板上由于母線電壓、變壓器反射電壓、漏感尖峰電壓等等系統(tǒng)電壓疊加在MOSFET漏源之間,導(dǎo)致的一種失效模式。簡(jiǎn)而言之就是由于就是MOSFET漏源極的電壓超過(guò)其規(guī)定電壓值并達(dá)到一定的能量限度而導(dǎo)致的一種常見(jiàn)的失效模式。下面的圖片為雪崩測(cè)試的等效原理圖,做為電源工程師可以簡(jiǎn)單了解下??赡芪覀兘?jīng)常要求器件生產(chǎn)廠家對(duì)我們電源板上的MOSFET進(jìn)行失效分析,大多數(shù)廠家都光給一個(gè)EAS.EOS之類的結(jié)論,那么到底我們?cè)趺磪^(qū)分是否是雪崩失效呢,下面是一張經(jīng)過(guò)雪崩測(cè)試失效的器件圖,我們可以進(jìn)行對(duì)比從而確定是否是雪崩失效。
電壓和電流的選擇。額定電壓越大,器件的成本就越高。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),額定電壓應(yīng)當(dāng)大于干線電壓或總線電壓。這樣才能提供足夠的保護(hù),使MOSFET不 會(huì)失效。就選擇MOSFET而言,必須確定漏極至源極間可能承受的較大電壓,即較大VDS。設(shè)計(jì)工程師需要考慮的其他安全因素包括由開(kāi)關(guān)電子設(shè)備(如電機(jī) 或變壓器)誘發(fā)的電壓瞬變。不同應(yīng)用的額定電壓也有所不同;通常,便攜式設(shè)備為20V、FPGA電源為20~30V、85~220VAC應(yīng)用為450~600V。在連續(xù)導(dǎo)通模式下,MOSFET處于穩(wěn)態(tài),此時(shí)電流連續(xù)通過(guò)器件。脈沖尖峰是指有大量電涌(或尖峰電流)流過(guò)器件。一旦確定了這些條件下的較大電流,只需直接選擇能承受這個(gè)較大電流的器件便可。場(chǎng)效應(yīng)管的靈敏度較高,可以實(shí)現(xiàn)精確的電流控制。
N溝道耗盡型MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管的基本結(jié)構(gòu):a.結(jié)構(gòu):N溝道耗盡型MOS管與N溝道增強(qiáng)型MOS管基本相似。b.區(qū)別:耗盡型MOS管在vGS=0時(shí),漏——源極間已有導(dǎo)電溝道產(chǎn)生,而增強(qiáng)型MOS管要在vGS≥VT時(shí)才出現(xiàn)導(dǎo)電溝道。c.原因:制造N溝道耗盡型MOS管時(shí),在SiO2絕緣層中摻入了大量的堿金屬正離子Na+或K+(制造P溝道耗盡型MOS管時(shí)摻入負(fù)離子),如圖1(a)所示,因此即使vGS=0時(shí),在這些正離子產(chǎn)生的電場(chǎng)作用下,漏——源極間的P型襯底表面也能感應(yīng)生成N溝道(稱為初始溝道),只要加上正向電壓vDS,就有電流iD。 如果加上正的vGS,柵極與N溝道間的電場(chǎng)將在溝道中吸引來(lái)更多的電子,溝道加寬,溝道電阻變小,iD增大。反之vGS為負(fù)時(shí),溝道中感應(yīng)的電子減少,溝道變窄,溝道電阻變大,iD減小。當(dāng)vGS負(fù)向增加到某一數(shù)值時(shí),導(dǎo)電溝道消失,iD趨于零,管子截止,故稱為耗盡型。溝道消失時(shí)的柵-源電壓稱為夾斷電壓,仍用VP表示。與N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管相同,N溝道耗盡型MOS管的夾斷電壓VP也為負(fù)值,但是,前者只能在vGS<0的情況下工作。而后者在vGS=0,vGS>0場(chǎng)效應(yīng)管的使用壽命與工作溫度、電壓應(yīng)力等因素有關(guān)。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管廠商
場(chǎng)效應(yīng)管可構(gòu)成恒流源,為負(fù)載提供穩(wěn)定的電流,應(yīng)用于精密測(cè)量、激光器等領(lǐng)域。深圳小噪音場(chǎng)效應(yīng)管定制
Drain和backgate之間的PN結(jié)反向偏置,所以只有很小的電流從drain流向backgate,如果GATE電壓超過(guò)了閾值電壓,在GATE電介質(zhì)下就出現(xiàn)了channel。這個(gè)channel就像一薄層短接drain和source的N型硅,由電子組成的電流從source通過(guò)channel流到drain,總的來(lái)說(shuō),只有在gate 對(duì)source電壓V 超過(guò)閾值電壓Vt時(shí),才會(huì)有drain電流。在對(duì)稱的MOS管中,對(duì)source和drain的標(biāo)注有一點(diǎn)任意性,定義上,載流子流出source,流入drain,因此Source和drain的身份就靠器件的偏置來(lái)決定了。有時(shí)晶體管上的偏置電壓是不定的,兩個(gè)引線端就會(huì)互相對(duì)換角色,這種情況下,電路設(shè)計(jì)師必須指定一個(gè)是drain另一個(gè)是source。深圳小噪音場(chǎng)效應(yīng)管定制