源終端通常是負的，和漏極是正之一（名稱是指電子的源極和漏極）。上圖顯示了在MOSFET兩端連接的二極管。該二極管被稱為“本徵二極管”，因為它是建立成MOSFET的矽結構。這是功率MOSFET中的矽的層中創建的方式的結果，並且是非常有用的。在大多數的MOSFET結構，它的額定功率為相同的電流作為MOSFET的本身。

2。選擇的MOSFET。

要檢查MOSFET的參數，它是有一個樣本數據表手有用。點擊這裡打開國際整流器IRF3205，我們將參照數據表。首先，我們必須通過一些我們將對付的基本參數。

2.1。 MOSFET參數

導通電阻R_{DS（ON）。}
這是在源極和漏極端子之間的電阻，當MOSFET導通完全上。

最大漏極電流，I_D（馬x).
這是最大電流MOSFET能夠站在離漏傳遞到源。它主要是由包和的Rds（on）決定。

功耗，P_d.
這是MOSFET，這在很大程度上取決於包的類型是在最大功率處理能力。

線性降額係數。
這是多少以上的最大功耗參數必須通過減少每ºC，隨著溫度上升到高於25ºC。

雪崩能量E_A
這是多大的能量MOSFET的雪崩條件下承受。雪崩超過最大漏 - 源電壓時發生，並且電流燈心草通過MOSFET。這不會導致只要能量（功率×時間）在雪崩永久性損壞不超過最大值。

峰值二極管恢復，dv / dt
這是多麼快的固有二極管可以從關閉狀態（反向偏置）進入導通狀態（導通）。這取決於多少電壓是如何通過它原來之前。因此，所花費的時間，T =（反向電壓/峰值二極管恢復）。

D雨至源擊穿電壓，V_DSS.
這是可以從漏極被放置到源當MOSFET被關斷的最大電壓。

熱阻，θ_jc.
有關熱電阻的更多信息，請參閱在散熱片上的章節。

柵極閾值電壓，V_GS（TH）
這是為了開啟MOSFET的柵極和源極端子之間所需的最小電壓。這將需要比這更將其完全導通。

正跨導，g_fs
作為柵 - 源電壓增加時，當MOSFET是剛開始打開，它具有的Vgs和漏極電流之間的相當線性關係。此參數只是在這個線性部分（ID / VGS）。

輸入電容，C_{國際空間站}
這是在柵極端子和源極和漏極端子之間的集總電容。電容到漏極是最重要的。

有一個比較詳細的介紹了MOSFET的國際整流器公司的Acrobat（PDF）文檔中功率MOSFET基礎知識. 這解釋了一些參數來自MOSFET的結構。

2.2。做出選擇

功耗和發熱量

該MOSFET具有與之抗衡的力量是主要的決定因素之一。在MOSFET的功耗是次通過它去當前兩端的電壓。即使是交換大量的電能，這應該是相當小的，因為無論兩端的電壓非常小（開關閉合 - MOSFET導通時），或者當前的經歷是非常小（開關打開 - MOSFET是關閉）。穿過時，它是在MOSFET上的電壓將是MOSFET的電阻，RDS（ON）倍的電流會徹底它。這種阻力，導通電阻，良好的功率MOSFET將小於0.02歐姆。然後在MOSFET的功耗為：

對於40安培，0.02歐姆的導通電阻的電流，這種權力是32瓦。如果沒有散熱器，MOSFET應燒壞消散這麼多的權力。選擇一個散熱片，本身就是一個問題，這就是為什麼有專門給它一個章節：散熱器。

導通電阻是不是在MOSFET功耗的唯一原因。當MOSFET之間的轉換發生的另一個來源。對於很短的時間內，該MOSFET是一半一半了。使用與上述相同的例子圖中，電流可以在一半的值，20安培，電壓可以是一半的值，6伏特同時。現在的功耗為20 6×120 =瓦。然而，MOSFET只消散本作的時間MOSFET被狀態之間切換週期短。因此造成本的平均功耗少很多，而且取決於相對倍MOSFET的切換和未切換。平均耗散由等式給出：

2.3。例：

問題一個MOSFET在20kHz切換，並採取1微秒切換狀態之間（上關和關閉的）。電源電壓是12v和電流40安培。計算平均開關功率損耗，假設電壓和電流的一半的值在切換期間。

解決方案： 在20kHz，存在每25微秒的MOSFET開關發生（每次50微秒的開關，和一個開關關每50微秒）。因此，開關時間與總時間的比為1 / 25 = 0.04。切換時的功耗為（12v / 2）×（40A / 2）= 120瓦。因此平均開關損耗是120W點¯x0.04 = 4.8瓦。

任何功耗高於約1瓦特要求MOSFET被安裝在散熱片上。功率MOSFET來在各種軟件包，但通常具有被放置對著散熱器的金屬片，並且用於傳導熱量從MOSFET半導體的路程。

封裝的功率處理不需要額外的散熱器是非常小的。在一些MOSFET相比，金屬片連接到內部MOSFET的碼頭之一 - 通常是排水。這是一個缺點，因為它意味著你不能沒有從金屬散熱片電隔離MOSFET封裝適合多個MOSFET到散熱片。這可以通過設置在包裝和散熱器之間薄雲母薄片來完成。有些MOSFET具有從終端，這是更好的隔離包。在一天結束的時候你的決定很可能是根據價格不過！

2.3.1。漏電流

的MOSFET通常通過它們的最大漏極電流通告。廣告聲明，並在數據表前面的功能列表可以引用連續漏電流，ID，70安培，並350安培的電流脈衝漏極電流。你必須非常小心的跟這些數字。他們不是一般的平均值，但最大的MOSFET將在最好的情況下，盡可能攜帶。一開始，它們通常報價在25ºC的包裝下使用。這是極不可能的，當你路過70安培的情況下，仍然將在25ºC！在數據表應該有該圖隨溫度的升高如何額定值下降的曲線圖。

脈衝漏極電流總是下在頁面的底部開關與切換時間條件以非常小的文字引用！這可能是幾百微秒的最大脈衝寬度，以及佔空比（的時間百分比ON到OFF）的唯一2％，這是不很實際的。有關MOSFET的額定電流的更多信息，看看這個國際整流器文件。

如果你不能找到一個足夠高的最大漏極電流單個MOSFET，那麼你就可以連接多台並聯。後來請參閱有關如何做到這一點的信息。

2.3.2。速度

你將使用的MOSFET在切換模式來控制電動機的速度。正如我們前面看到的，該MOSFET是在狀態，它既不上也不落時間越長，權力就會消散。有些MOSFET是比別人快。大多數現代的人會很容易地達到足夠快的幾十千赫的開關，因為這是幾乎總是如何使用它們。在數據表的頁面2，你應該看到的參數導通延遲時間，上升時間，關斷延遲時間和下降時間。如果這些都加起來，它會給你一個可以用來切換該MOSFET的近似最小均方波週期：229ns。這代表4.3MHz的頻率。請注意，它會變得非常熱，但因為它會花費大量的時間都處於操作過的狀態。

3。設計實例

要了解如何使用參數，圖表數據表中的一些想法，我們將通過一個設計實例：
問題：全橋速度控制器電路設計來控制電機12v。開關頻率必須高於可聽限制（20kHz）。電機具有0.12歐姆總電阻。選擇合適的MOSFET的電橋電路，一個合理的價格範圍內，並建議可能需要的任何散熱。環境溫度被假定為25ºC。

解決方案： 讓我們來看看在IRF3205，看看它是否是合適的。第一漏極電流的要求。失速，電動機將12v /歐姆0.12 100 =安培。首先，我們將做一個猜測結溫，在125ºC我們必須找到最大漏極電流是在125ºC第一。圖9的圖顯示了我們，在125ºC，最大漏極電流約為65安培。因此，在平行2 IRF3205s應該能夠在這方面。

多大的權力將在兩個並聯的MOSFET消散？讓我們開始的功耗，同時開和停滯不前的電機，或者剛剛開始。這是電流的平方倍導通電阻。什麼是RDS（ON）在125ºC？圖4展示它是如何從0.008歐姆其頭版值降額，由約1.6的一個因素。因此，我們假設的RDS（on）將0.008 1.6點¯x= 0.0128。因此PD = 50 50點¯x0.0128點¯x= 32瓦。多少的時間將在馬達要么停止或啟動？這很難說，所以我們將不得不猜測。時間20％是一個相當保守的數字 - 這很可能是少了很多。由於電源產生熱量，熱傳導是一個相當慢的過程，功耗的效果趨於得到平均化過相當長的時間段，在幾秒鐘的區域。因此，我們可以減免與引述20％的功率要求，以在32W點¯x20％= 6.4W的平均功耗到達。

現在，我們必須加上由於開關的功率耗散。這將上升過程中發生和下降時間，這是在電氣特性表作為100ns和70ns分別報價。假設MOSFET驅動器可以提供足夠的電流，以滿足這些數字的要求（2.5v / 12歐姆= 2.5安培的4.8歐姆=脈衝輸出驅動電流柵極驅動源電阻），則切換時間比穩態時間170ns * 20kHz = 3.4mW這是微不足道的。這些開關時序有點粗然而，關於斷時間，在這裡看到更多的信息。

現在什麼都是轉換的要求？我們使用與大多數的這些應對MOSFET驅動器船，但它的價值檢查。接通電壓，柵極電壓（th）時，從圖3的曲線圖是剛剛超過5伏特。我們已經看到，駕駛員應能源4.8安培的時間很短的時間。

現在怎麼樣的散熱器。您可能希望本節之前閱讀在散熱片上的章節。我們要保持溫度低於125ºC半導體結，我們已被告知，在環境溫度為25ºC。因此，具有MOSFET平均消散6.4W，總熱阻必須小於（125 - 25）/ 6.4 15.6 = C / W。結點熱阻的情況下彌補了0.75 C / W此，典型案例散熱器值（使用熱化合物）是0.2 C / W，這讓15.6 - 0.75 - 0.2 = 14.7 C / W的散熱片本身。這個θJC值的散熱器是相當小，價格便宜。注意，相同的散熱片可以用於兩個MOSFET到的或在H橋負載的右邊的左邊，因為這兩個MOSFET是從來都在同一時間，所以不能既可以在消耗功率同一時間。他們的情況下，必須是電氣隔離不過。對於所要求的電氣隔離的詳細信息，請參閱散熱器頁面。

4。 MOSFET驅動器

把一個功率MOSFET上，柵極端子必須設定為至少10伏比源終端（為邏輯電平的MOSFET約4伏）更大的電壓。這是遠高於VGS電壓（TH）的參數。

功率MOSFET的一個特徵是它們具有的柵極和其他終端，西塞之間的大的寄生電容。這樣做的效果是，當脈衝給門終端到達時，它必須首先收取此電容上的柵極電壓之前可以達到所需的10伏。門終端然後有效地確實需要的電流。因此，驅動柵極端子應該能夠提供一個合理的電流，從而雜散電容可以被迅速充電盡可能的電路。要做到這一點，最好的方法是使用專用的MOSFET驅動芯片。

有可以從幾個企業大量的MOSFET驅動芯片。一些示鏈接到下表中的參數表。有些需要（在全橋的低2 MOSFET或只是一個簡單的開關電路），以接地MOSFET的源端。一些可以驅動MOSFET，具有在較高的電壓源。這些有一個片上電荷泵，這意味著它們可以產生轉動上MOSFET中在一個完整brifge所需的22伏。該TDA340甚至控制著你swicthing序列。一些可以提供多達6安培電流在很短的脈衝充電的雜散柵極電容。

有關MOSFET的更多信息，以及如何推動它們，國際整流器公司都有一套自己的HEXFET的技術論文在這裡。

通常你會看到MOSFET驅動器和MOSFET柵極端子之間的低電阻值。這是為了抑制向下引起的引線電感和柵極電容可否則超過允許的柵極端子上的最大電壓的任何振鈴振盪。它也減慢MOSFET開啟和關閉在其中的速率。如果在MOSFET的內在二極管沒有打開速度不夠快，這非常有用。這更多的細節可以在國際整流器技術文件中找到。

5。並聯的MOSFET

的MOSFET可以放置在平行於改善電流處理能力。只需加入門，源極和漏極終端在一起。任意數量的MOSFET可以並聯起來，但要注意，柵極電容為你平行更多的MOSFET，並最終MOSFET驅動器將無法來驅動它們加起來。請注意，您不能中並行雙極晶體管這樣。這背後的原因是在技術論文在這裡討論。

上一篇：什麼是MOSFET，這是什麼樣子，它是如何工作的？

下一個：FMUSER X01 FM發射器帶來廣播到戰亂地區

留言

郵件列表

評論載入中...