Mosfet应力的确定(开关电源设计元器件选择)
MOSFET选型注意事项及应用实例

MOSFET选型注意事项及应用实例MOSFET的选型基础MOSFET有两大类型:N沟道和P沟道。
在功率系统中,MOSFET可被看成电气开关。
当在N沟道MOSFET的栅极和源极间加上正电压时,其开关导通。
导通时,电流可经开关从漏极流向源极。
漏极和源极之间存在一个内阻,称为导通电阻RDS(ON)。
必须清楚MOSFET的栅极是个高阻抗端,因此,总是要在栅极加上一个电压。
如果栅极为悬空,器件将不能按设计意图工作,并可能在不恰当的时刻导通或关闭,导致系统产生潜在的功率损耗。
当源极和栅极间的电压为零时,开关关闭,而电流停止通过器件。
虽然这时器件已经关闭,但仍然有微小电流存在,这称之为漏电流,即IDSS。
作为电气系统中的基本部件,工程师如何根据参数做出正确选择呢?本文将讨论如何通过四步来选择正确的MOSFET。
1)沟道的选择。
为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOSFET。
在典型的功率应用中,当一个MOSFET接地,而负载连接到干线电压上时,该MOSFET就构成了低压侧开关。
在低压侧开关中,应采用N 沟道MOSFET,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。
当MOSFET连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。
通常会在这个拓扑中采用P沟道MOSFET,这也是出于对电压驱动的考虑。
2)电压和电流的选择。
额定电压越大,器件的成本就越高。
根据实践经验,额定电压应当大于干线电压或总线电压。
这样才能提供足够的保护,使MOSFET不会失效。
就选择MOSFET而言,必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压,即最大VDS。
设计工程师需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备(如电机或变压器)诱发的电压瞬变。
不同应用的额定电压也有所不同;通常,便携式设备为20V、FPGA电源为20~30V、85~220V AC 应用为450~600V。
在连续导通模式下,MOSFET处于稳态,此时电流连续通过器件。
脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。
10步法则教你MOSFET选型

10步法则教你MOSFET选型俗话说“人无远虑必有近忧”,对于电子设计工程师,在项目开始之前,器件选型之初,就要做好充分考虑,选择最适合自己需要的器件,才能保证项目的成功。
功率MOSFET恐怕是工程师们最常用的器件之一了,但你知道吗?关于MOSFET的器件选型要考虑方方面面的因素,小到选N型还是P 型、封装类型,大到MOSFET的耐压、导通电阻等,不同的应用需求千变万化,下面这篇文章总结了MOSFET器件选型的10步法则,相信看完你会大有收获。
1、功率MOSFET选型第一步:P管,还是N管?功率MOSFET有两种类型:N沟道和P沟道,在系统设计的过程中选择N管还是P管,要针对实际的应用具体来选择,N沟道MOSFET选择的型号多,成本低;P沟道MOSFET选择的型号较少,成本高。
如果功率MOSFET的S极连接端的电压不是系统的参考地,N沟道就需要浮地供电电源驱动、变压器驱动或自举驱动,驱动电路复杂;P沟道可以直接驱动,驱动简单。
需要考虑N沟道和P沟道的应用主要有:(1)笔记本电脑、台式机和服务器等使用的给CPU和系统散热的风扇,打印机进纸系统电机驱动,吸尘器、空气净化器、电风扇等白家电的电机控制电路,这些系统使用全桥电路结构,每个桥臂上管可以使用P管,也可以使用N管。
(2)通信系统48V输入系统的热插拨MOSFET放在高端,可以使用P管,也可以使用N管。
(3)笔记本电脑输入回路串联的、起防反接和负载开关作用的二个背靠背的功率MOSFET,使用N沟道需要控制芯片内部集成驱动的充电泵,使用P沟道可以直接驱动。
2、选取封装类型功率MOSFET的沟道类型确定后,第二步就要确定封装,封装选取原则有:(1)温升和热设计是选取封装最基本的要求不同的封装尺寸具有不同的热阻和耗散功率,除了考虑系统的散热条件和环境温度,如是否有风冷、散热器的形状和大小限制、环境是否封闭等因素,基本原则就是在保证功率MOSFET的温升和系统效率的前提下,选取参数和封装更通用的功率MOSFET。
开关电源的开关管为什么选MOSFET,而非三极管

开关电源的开关管为什么选MOSFET,而非三极管场效应晶体管(FET,Field Effect Transistor),很大程度上会与双极性结型晶体管(BJT,Bipolor Junction Transistor)简称三极管,很多应用场景相似。
有些控制开关的应用场景下,两个似乎可以相互替代。
但是两者的不同导致了,应用场景的不同,和使用时的特性不同(频率、功耗等)。
1、两者的基本物理模型不相同三极管的理想模型是流控电流源,场效应管的理想物理模型是压控电流源。
2、输入阻抗不同三极管是电流控制器件,通过控制基极电流到达控制输出电流的目的。
因此,基极总有一定的电流,故三极管的输入电阻较低;场效应管是电压控制器件,其输出电流决定于栅源极之间的电压,栅极基本上不取电流,因此,它的输入电阻很高,可高达1MΩ~100000MΩ。
高输入电阻是场效应管的突出优点。
3、完全导通(饱和状态)的等效电阻值不同三极管导通时等效电阻值大,场效应管导通电阻小,只有几十毫欧姆,几毫欧,在现在的用电器件上,一般都用场效应管做开关来用,他的效率是比较高的。
在实际工作中,常用Ib*β=V/R作为判断临界饱和的条件。
根据Ib*β=V/R算出的Ib值,只是使晶体管进入了初始饱和状态,实际上应该取该值的数倍以上,才能达到真正的饱和;倍数越大,饱和程度就越深。
BJT的CE之间可以实现的最小电压差,是一个定值,所以随着电流的增大,功耗就是Ice*Vce。
对于9013、9012而言,饱和时Vce小于0.6V,Vbe小于1.2V。
下面是9013的特性表:BCP56比较常用于开关控制功能的三极管的一个特性参数表,其Vce(sat)也是最大值0.5V饱和区的现象就是:两个PN结均正偏。
那么Vce(sat)的最大值,也就是两个二极管正向导通电压的压差,这个压差可能很小,而半导体厂家保证这颗BJT的最大值是0.6V。
这个值有可能非常接近于0,但是一般来说和IC和温度相关。
正确选择MOSFET四大要素

正确选择MOSFET四大要素作为电气系统中的基本部件,MOSFET需要工程师深入了解其关键特性及指标,以做出正确选型。
本文讲述正确选择MOSFET的方法,包括确定N/P沟道、确定额定电流、确定热要求、决定开关性能四大步骤,根据RDS(ON)、热性能、雪崩击穿电压及开关性能指标来选择正确的MOSFET。
MOSFET的选择MOSFET有两大类型:N沟道和P沟道。
在功率系统中,MOSFET可被看成电气开关。
当在N沟道MOSFET 的栅极和源极间加上正电压时,其开关导通。
导通时,电流可经开关从漏极流向源极。
漏极和源极之间存在一个内阻,称为导通电阻RDS(ON)。
必须清楚MOSFET的栅极是个高阻抗端,因此,总是要在栅极加上一个电压。
如果栅极为悬空,器件将不能按设计意图工作,并可能在不恰当的时刻导通或关闭,导致系统产生潜在的功率损耗。
当源极和栅极间的电压为零时,开关关闭,而电流停止通过器件。
虽然这时器件已经关闭,但仍然有微小电流存在,这称之为漏电流,即IDSS。
第一步:选用N沟道还是P沟道为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOSFET。
在典型的功率应用中,当一个MOSFET接地,而负载连接到干线电压上时,该MOSFET就构成了低压侧开关。
在低压侧开关中,应采用N沟道MOSFET,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。
当MOSFET连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。
通常会在这个拓扑中采用P沟道MOSFET,这也是出于对电压驱动的考虑。
要选择适合应用的器件,必须确定驱动器件所需的电压,以及在设计中最简易执行的方法。
下一步是确定所需的额定电压,或者器件所能承受的最大电压。
额定电压越大,器件的成本就越高。
根据实践经验,额定电压应当大于干线电压或总线电压。
这样才能提供足够的保护,使MOSFET不会失效。
就选择MOSFET 而言,必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压,即最大VDS。
知道MOSFET能承受的最大电压会随温度而变化这点十分重要。
MOSFET的选型及应用概览

MOSFET的选型及应用概览MOSFET的选型基础MOSFET在开关电源中的应用MOSFET在马达控制中的应用MOSFET在汽车中的应用MOSFET在LED 灯具中的驱动MOSFET 的选型基础MOSFET有两大类型:N沟道和P沟道。
在功率系统中,MOSFET可被看成电气开关。
当在N沟道MOSFET的栅极和源极间加上正电压时,其开关导通。
导通时,电流可经开关从漏极流向源极。
漏极和源极之间存在一个内阻,称为导通电阻RDS(ON)。
必须清楚MOSFET的栅极是个高阻抗端,因此,总是要在栅极加上一个电压。
如果栅极为悬空,器件将不能按设计意图工作,并可能在不恰当的时刻导通或关闭,导致系统产生潜在的功率损耗。
当源极和栅极间的电压为零时,开关关闭,而电流停止通过器件。
虽然这时器件已经关闭,但仍然有微小电流存在,这称之为漏电流,即IDSS。
作为电气系统中的基本部件,工程师如何根据参数做出正确选择呢,本文将讨论如何通过四步来选择正确的MOSFET。
1)沟道的选择。
为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOSFET。
在典型的功率应用中,当一个MOSFET 接地,而负载连接到干线电压上时,该MOSFET就构成了低压侧开关。
在低压侧开关中,应采用N沟道MOSFET,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。
当MOSFET连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。
通常会在这个拓扑中采用P 沟道MOSFET,这也是出于对电压驱动的考虑。
2)电压和电流的选择。
额定电压越大,器件的成本就越高。
根据实践经验,额定电压应当大于干线电压或总线电压。
这样才能提供足够的保护,使MOSFET不会失效。
就选择MOSFET而言,必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压,即最大VDS。
设计工程师需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备(如电机或变压器)诱发的电压瞬变。
不同应用的额定电压也有所不同;通常,便携式设备为20V、FPGA电源为20,30V、85,220VAC应用为450,600V。
MOS管选型指南

MOS管选型指南MOSFET,即金属氧化物半导体场效应晶体管,是一种常用的功率开关器件。
其结构简单,能够在低电压下工作,并具有高开关速度和低开关损耗等优点。
因此,MOSFET广泛应用于电力电子、汽车电子、工业控制和通信设备等领域。
在选择MOSFET时,需要考虑以下几个方面:1.电压与电流要求:首先,需要确定所需工作电压和电流范围。
根据应用的不同,MOSFET的电压和电流要求可能有所不同。
例如,电力电子领域通常需要承受较高的电压和电流,而通信设备领域则可能对电压和电流有较严格的限制。
2.耗散功率:MOSFET的耗散功率也是选择的重要考虑因素之一、当MOSFET处于导通状态时,其内部会产生一定的功耗,这会导致器件发热。
当功耗过大时,需要采取散热措施或选择功耗较低的器件。
3.开关速度:开关速度是指MOSFET从导通到截止(或相反)的时间。
一般来说,开关速度较快的MOSFET能够更快地响应控制信号,实现高频开关。
对于一些高频开关电路,如无线通信设备中的射频开关,开关速度要求较高。
4.RDS(ON):RDS(ON)是MOSFET的导通电阻。
导通电阻越小,MOSFET的开关损耗就越小,并且能够更好地导通高电流。
因此,在选择MOSFET 时,需要根据应用的要求选择合适的RDS(ON)。
5.均衡特性:MOSFET的均衡特性是指在不同工况下,如温度、电压和电流等,其关键参数是否保持稳定。
一些高可靠性应用,如航空航天和军事领域,对器件的均衡特性要求较高。
6.可靠性:MOSFET的可靠性与其设计、制造和封装质量有关。
在选择MOSFET时,建议选择来自知名厂商的产品,并确保符合行业标准和认证要求。
此外,了解厂商的质量控制和售后服务也是必要的。
7.价格和供应链:价格和供应链也是考虑因素之一、选择合理的价格范围,并确保能够获得稳定的供应,以避免因材料短缺或停产等问题导致生产或维修困难。
总之,选型MOSFET需要综合考虑电压和电流要求、耗散功率、开关速度、RDS(ON)、均衡特性、可靠性、价格和供应链等因素。
mosfet 选型注意事项

mosfet 选型注意事项
MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的功率开关器件,选型时需要考虑以下几个注意事项:
1. 额定电压(Vds):根据实际工作电压要求选择合适的MOSFET。
额定电压应略大于实际工作电压,以确保稳定性和可靠性。
2. 最大漏极电流(Id):根据应用中的最大负载电流需求选择MOSFET。
确保所选器件的最大漏极电流能够满足工作条件下的要求。
3. 开关速度(开关时间和关断时间):开关速度与开关特性有关,一般由电荷注入和排除时间决定。
根据应用的频率和需求,选择合适的开关速度。
高频应用通常需要更快的开关速度。
4. 导通电阻(Rds(on)):导通电阻是指MOSFET在导通状态下的电阻,直接影响功耗和效率。
较低的导通电阻意味着更小的功耗和更高的效率,因此选择较低的导通电阻更为理想。
5. 耐压能力:MOSFET的耐压能力决定了其在高压环境下的可靠性和稳定性。
根据实际工作电压需求选择合适的耐压能力。
6. 温度特性:MOSFET在高温环境下会产生热量,因此需要考虑器件的温度特性以及散热措施。
确保所选MOSFET
具有良好的温度特性,并能够在实际工作条件下稳定工作。
7. 附加特性:根据应用需求,可能还需要考虑其他附加特性,如阻尼比、静态工作点等。
根据具体应用场景,选择适合的附加特性。
最后,为了确保选型准确,建议参考器件的数据手册和规格书,以获得更详细和专业的信息。
MOSFET选型经验分享:经典案例教你10步法

MOSFET选型经验分享:经典案例教你10步法俗话说“人无远虑必有近忧”,对于电子设计工程师,在项目开始之前,器件选型之初,就要做好充分考虑,选择最适合自己需要的器件,才能保证项目的成功。
功率MOSFET恐怕是工程师们最常用的器件之一了,但你知道吗?关于MOSFET的器件选型要考虑方方面面的因素,小到选N型还是P型、封装类型,大到MOSFET的耐压、导通电阻等,不同的应用需求千变万化,下面这篇文章总结了MOSFET器件选型的10步法则,相信看完你会大有收获。
1、功率MOSFET选型第一步:P管,还是N管?功率MOSFET有两种类型:N沟道和P沟道,在系统设计的过程中选择N管还是P管,要针对实际的应用具体来选择,N沟道MOSFET选择的型号多,成本低;P沟道MOSFET 选择的型号较少,成本高。
如果功率MOSFET的S极连接端的电压不是系统的参考地,N 沟道就需要浮地供电电源驱动、变压器驱动或自举驱动,驱动电路复杂;P沟道可以直接驱动,驱动简单。
需要考虑N沟道和P沟道的应用主要有:(1)笔记本电脑、台式机和服务器等使用的给CPU和系统散热的风扇,打印机进纸系统电机驱动,吸尘器、空气净化器、电风扇等白家电的电机控制电路,这些系统使用全桥电路结构,每个桥臂上管可以使用P管,也可以使用N管。
(2)通信系统48V输入系统的热插拨MOSFET放在高端,可以使用P管,也可以使用N 管。
(3)笔记本电脑输入回路串联的、起防反接和负载开关作用的二个背靠背的功率MOSFET,使用N沟道需要控制芯片内部集成驱动的充电泵,使用P沟道可以直接驱动。
2、选取封装类型功率MOSFET的沟道类型确定后,第二步就要确定封装,封装选取原则有:(1)温升和热设计是选取封装最基本的要求不同的封装尺寸具有不同的热阻和耗散功率,除了考虑系统的散热条件和环境温度,如是。