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教你根據(jù)額定電流選擇 MOS管
視電路結(jié)構(gòu)而定,該額定電流應(yīng)是負(fù)載在所有情況下能夠承受的*大電流。與電壓的情況相似,設(shè)計(jì)人員必須確保所選的 MOS管 能承受這個(gè)額定電流,即使在系統(tǒng)產(chǎn)生尖峰電流時(shí)。兩個(gè)考慮的電流情況是連續(xù)模式和脈沖尖峰。在連續(xù)導(dǎo)通模式下,MOS管處于穩(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*大電流,只需直接選擇能承受這個(gè)*大電流的器件便可。
選好額定電流后,還必須計(jì)算導(dǎo)通損耗。在實(shí)際情況下,MOS管并不是理想的器件,因?yàn)樵趯?dǎo)電過(guò)程中會(huì)有電能損耗,這稱之為導(dǎo)通損耗。MOS管在"導(dǎo)通"時(shí)就像一個(gè)可變電阻,由器件的RDS(ON)所確定,并隨溫度而顯著變化。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) MOS管 施加的電壓VGS越高,RDS(ON)就會(huì)越??;反之RDS(ON)就會(huì)越高。對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō),這就是取決于系統(tǒng)電壓而需要折中權(quán)衡的地方。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。
技術(shù)對(duì)器件的特性有著重大影響,因?yàn)橛行┘夹g(shù)在提高*大VDS時(shí)往往會(huì)使RDS(ON)增大。對(duì)于這樣的技術(shù),如果打算降低VDS和RDS(ON),那么就得增加晶片尺寸,從而增加與之配套的封裝尺寸及相關(guān)的開(kāi)發(fā)成本。業(yè)界現(xiàn)有好幾種試圖控制晶片尺寸增加的技術(shù),其中*主要的是溝道和電荷平衡技術(shù)。
在溝道技術(shù)中,晶片中嵌入了一個(gè)深溝,通常是為低電壓預(yù)留的,用于降低導(dǎo)通電阻RDS(ON)。為了減少*大VDS對(duì)RDS(ON)的影響,開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用了外延生長(zhǎng)柱/蝕刻柱工藝。半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)了稱為SupeRFET的技術(shù),針對(duì)RDS(ON)的降低而增加了額外的制造步驟。這種對(duì)RDS(ON)的關(guān)注十分重要,因?yàn)楫?dāng)標(biāo)準(zhǔn)MOSFET的擊穿電壓升高時(shí),RDS(ON)會(huì)隨之呈指數(shù)級(jí)增加,并且導(dǎo)致晶片尺寸增大。SuperFET工藝將RDS(ON)與晶片尺寸間的指數(shù)關(guān)系變成了線性關(guān)系。這樣,SuperFET器件便可在小晶片尺寸,甚至在擊穿電壓達(dá)到600V的情況下,實(shí)現(xiàn)理想的低RDS(ON)。結(jié)果是晶片尺寸可減小達(dá)35%.而對(duì)于*終用戶來(lái)說(shuō),這意味著封裝尺寸的大幅減小。
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