詳解MOS管發(fā)熱的可能性原因
做電源設計,或者做驅(qū)動方面的電路,難免要用到場效應管,也就是人們常說的MOS管。MOS管有很多種類,也有很多作用。做電源或者驅(qū)動的使用,當然就是用它的開關(guān)作用。
無論N型或者P型MOS管,其工作原理本質(zhì)是一樣的。MOS管是由加在輸入端柵極的電壓來控制輸出端漏極的電流。MOS管是壓控器件它通過加在柵極上的電壓控制器件的特性,不會發(fā)生像三極管做開關(guān)時的因基極電流引起的電荷存儲效應,因此在開關(guān)應用中, MOS管的開關(guān)速度應該比三極管快。
我們經(jīng)??碝OS管的PDF參數(shù),MOS管制造商采用RDS(ON)參數(shù)來定義導通阻抗,對開關(guān)應用來說,RDS(ON) 也是最重要的器件特性。數(shù)據(jù)手冊定義RDS(ON) 與柵極 (或驅(qū)動) 電壓 VGS 以及流經(jīng)開關(guān)的電流有關(guān),但對于充分的柵極驅(qū)動,RDS(ON)是一個相對靜態(tài)參數(shù)。一直處于導通的MOS管很容易發(fā)熱。另外,慢慢升高的結(jié)溫也會導致RDS(ON)的增加。MOS管數(shù)據(jù)手冊規(guī)定了熱阻抗參數(shù),其定義為MOS管封裝的半導體結(jié)散熱能力。RθJC的最簡單的定義是結(jié)到管殼的熱阻抗。
1.發(fā)熱情況有:電路設計的問題,就是讓MOS管工作在線性的工作狀態(tài),而不是在開關(guān)狀態(tài)。這也是導致MOS管發(fā)熱的一個原因。如果N-MOS做開關(guān),G級電壓要比電源高幾V,才能完全導通,P-MOS則相反。沒有完全打開而壓降過大造成功率消耗,等效直流阻抗比較大,壓降增大,所以U*I也增大,損耗就意味著發(fā)熱。這是設計電路的最忌諱的錯誤。
2,頻率太高,主要是有時過分追求體積,導致頻率提高,MOS管上的損耗增大了,所以發(fā)熱也加大了
3,沒有做好足夠的散熱設計,電流太高,MOS管標稱的電流值,一般需要良好的散熱才能達到。所以ID小于最大電流,也可能發(fā)熱嚴重,需要足夠的輔助散熱片。
4,MOS管的選型有誤,對功率判斷有誤,MOS管內(nèi)阻沒有充分考慮,導致開關(guān)阻抗增大。
其實這些問題也是老生常談的問題,做開關(guān)電源或者MOS管開關(guān)驅(qū)動這些知識應該是爛熟于心,當然有時還有其他方面的因素,主要就是以上幾種原因。
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