1、功率MOSFET之根底篇老梁頭2021年1月銳駿半導體簡介自從上世紀90年代，功率MOSFET技術獲得嚴重提高，極大地促進了電子工業的開展，尤其是開關電源工業。由于MOSFET比雙極型晶體管具有更快的開關速度，運用MOSFET時開關頻率可以到達幾百KHz，甚至上MHz。使得開關電源的功率密度越來越高，體積越來小。銳駿半導體MOSFET的類型MOSFET 的主要兩種類型為加強型MOSFET和耗盡型MOSFET。加強型和耗盡型MOSFET都有N溝道和P溝道兩種方式。詳細電路符號如圖一所示銳駿半導體MOSFET的任務原理對于N溝道加強型MOSFET，當柵源極間電壓為零時，漏源極間電流為零。它需求一個

2、正的柵源極間電壓VGVS來建立漏源極間電流。對于P溝道加強型MOSFET，當柵源極間電壓為零時，漏源極間電流為零。它需求一個負的柵源極間電壓VGVS來建立漏源極間電流。對于N溝道耗盡型MOSFET，當柵源極間電壓為零時，漏源極間電流最大。它需求一個負的柵源極間電壓VGVS來關斷漏源極間電流。耗盡型MOSFET普通不用做功率晶體管，也很少用在單管小電流電路中，多用于對電路中重要器件的敏感輸入端的接地維護電路中。而加強型MOSFET多用于功率晶體管，常用的以N溝道的最多。所以后續章節只引見加強型功率MOSFET。銳駿半導體MOSFET的等效電路當柵源極間加一個電壓時， MOSFET導通，漏源極間可

3、等效為一電阻，此電阻與溫度有關，溫度升高，該電阻變大。它還和柵源極間電壓的大小有關系，電壓升高該電阻變小。等效電路如圖二所示。銳駿半導體MOSFET的等效電路當柵源極間電壓為零時， MOSFET封鎖，漏源極間可等效為一二極管。此二極管為MOSFET的體二極管，普通情況下特性很差，盡量防止運用。等效電路如圖三所示。銳駿半導體MOSFET的主要參數 漏源電壓 VDSS VDSS是器件在斷開形狀下漏極和源極所能接受的最大電壓。 VDSS因溫度的變化而產生動搖。 漏源通態電阻 RDSON RDSON是器件在給定柵源電壓以及25的結溫這兩個條件下最大的阻抗。RDSON因溫度和柵源電壓變化而變化。 以上兩

4、個參數可以闡明器件最關鍵的性能，普通是選擇MOSFET的第一思索要素銳駿半導體MOSFET的主要參數 漏極電流 ID ID在溝道損耗容限內，可在漏極延續通入的直流電流最大值。普通數聽闡明書中給定兩個值，一個是在背板溫度為25時，另一個是在背板溫度為100時。這兩個數據在實踐運用中數聽闡明書中給定的條件很難到達，所以電流值在實踐運轉中很難到達。因此最大電流降額作為背板溫度的函數，所援用的兩個值是降額曲線上的兩個點。降額曲線如圖四所示 以RU4090L為例，在背板溫度為25，ID=90A；在背板溫度為100，ID=73A；數聽闡明書中有降額曲線，如圖五所示銳駿半導體MOSFET的主要參數銳駿半導體

5、MOSFET的主要參數銳駿半導體MOSFET的主要參數 最大耗散功率 PD PD表示在規定的背板溫度下，可在MOSFET延續耗費損耗的最大值。普通數聽闡明書中也會給定兩個值，一個是在背板溫度為25時，另一個是在背板溫度為100時。這兩個數據在實踐運用中也很難到達數聽闡明書中給定的條件，所以也需求降額運用。降額曲線如圖六所示。 以RU4090L為例，在背板溫度為25，PD=107W；在背板溫度為100，PD=53.5W。數聽闡明書中也有降額曲線，如圖七所示銳駿半導體MOSFET的主要參數銳駿半導體MOSFET的主要參數銳駿半導體MOSFET的主要參數 柵源電壓 VGSS VGSS是在柵極和源極間

6、允許加的最大電壓。一旦超越這個電壓值，即使在極短的時間內也會對柵極氧化層產生永久性損害。VGSS普通為20V，也有30V或是更小的 結溫 TJ TJ是PN結間的最大溫度，超越此溫度能夠會構成MOSFET永久損壞。普通TJ為150或175銳駿半導體MOSFET的主要參數熱阻 RJC RJC表示熱傳導的難易程度。熱阻值越小，散熱性能越好。各個電容 CiSS Coss Crss 輸入電容CiSS、輸出電容Coss及反向傳輸電容Crss存在如下關系 CiSS=Cgs+Cgd Coss=Cds+Cgd Crss=Cgd 其中 Cgs：柵極與源極之間的電容 Cds：漏極與源極之間的電容 Cgd：柵極與漏極之間的電容 容量值越小，QG越小，開關速度越快，開關損耗就越小。銳駿半導體MOSFET的主要參數電荷量 QG QGS QGD QG：柵極總的電荷量 QGS：柵極與源極間所需電荷量 QGD：柵極與漏極間所需電荷量 電荷量 Q=C*V 開關時間 t=Q/I 所以電荷量越大，所需開關時間t就越長，開關損耗越大。以上為MOS的主要參數，當然還有一些別的參數，例如開啟電壓 VGSth，MOS體內二極管的一些參數，漏電流等參數我們將在后邊的 延伸篇中加以詳細解釋。后面引見下MOSFET的封裝型式銳駿半導體MOSFET的常規封裝 SOT-23-3銳駿半導體MOSF