mos管功耗-mos管功耗計(jì)算方法及MOS驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)

MOS管功耗，要確定一個(gè)MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管是否適于某一特定應(yīng)用，需要對(duì)其功率耗散進(jìn)行計(jì)算。耗散主要包括阻抗耗散和開(kāi)關(guān)耗散：PDDEVICETOTAL=PDRESISTIVE+PDSWITCHING

mos管功耗-低功耗趨勢(shì)

封裝的小型化使封裝的熱阻降低，功率耗散才能進(jìn)步，相同電壓電流規(guī)格或者功率規(guī)格的產(chǎn)品，個(gè)頭小的，功率耗散才能更高，這似乎與我們的生活常識(shí)有些相悖，但是事實(shí)確實(shí)如此。

VMOS的通態(tài)功耗，業(yè)界習(xí)氣于用飽和導(dǎo)通電阻RDS(ON)來(lái)權(quán)衡，這是不太客觀的，由于電流規(guī)格在很大水平上影響著RDS(ON)的數(shù)值，其內(nèi)在緣由是VMOS管的管芯是由大量管芯單元(Cell)構(gòu)成的，很顯然，其他條件相同的情況下，電流規(guī)格越小，RDS（ON)越大。

一個(gè)相對(duì)客觀的辦法是將管芯面積的要素思索進(jìn)來(lái)，將管芯面積A與RDS(ON)相乘，得到一個(gè)名為“本征電阻”的參數(shù)以減少電流規(guī)格的影響(圖1．46)。本征電阻小，就意味著要么電流規(guī)格很高，要么適用的開(kāi)關(guān)頻率很高。另一方面，管芯制程（芯片的設(shè)計(jì)與制造規(guī)程）的開(kāi)展使管芯單元的密度逐步提高，也有利于管芯的小型化。在功率半導(dǎo)體方面，耗散功率會(huì)限制管芯制程的進(jìn)一步減小，這方面還是滯后于小功率IC的。

mos管功耗

除了通態(tài)功耗，開(kāi)關(guān)功耗（開(kāi)通與關(guān)斷期間的功耗）也是影響大功率VMOS的主要要素之一，特別是高頻應(yīng)用，請(qǐng)求尤為迫切。而管芯單元密度的不時(shí)進(jìn)步，會(huì)增加極間電容、散布電容以及柵電荷，這些要素既影響開(kāi)關(guān)功耗，義影響開(kāi)關(guān)速度，雖然如此，這依然是當(dāng)前技術(shù)開(kāi)展的主要方面。

在普通狀況下，我們很難從公開(kāi)的技術(shù)材料中查閱到管芯的詳細(xì)大小，一個(gè)粗略的替代辦法是，能夠用產(chǎn)品技術(shù)手冊(cè)中給出RDS(ON)和丈量這一數(shù)值所采，用的漏極電流相乘，我們權(quán)且稱這個(gè)數(shù)值為“歐安值”。用歐安值也能得到相似的結(jié)果，如圖1. 47所示。

mos管功耗

這個(gè)圖形與圖1. 46最大的不同是，可以反映出開(kāi)關(guān)速度存其中的限制因素，早期的高速產(chǎn)品，如2SK2313，同樣有比擬低的歐安值，但是它的封裝比擬大，而且電流規(guī)格偏低。

mos管功耗-MOS管驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)和時(shí)間功耗計(jì)算

mos管功耗的驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)和時(shí)間功耗計(jì)算詳解，我們先來(lái)看看MOS關(guān)模型：

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Cgs：由源極和溝道區(qū)域重疊的電極形成的，其電容值是由實(shí)際區(qū)域的大小和在不同工作條件下保持恒定。

Cgd：是兩個(gè)不同作用的結(jié)果。第一JFET區(qū)域和門(mén)電極的重疊，第二是耗盡區(qū)電容（非線性）。等效的Cgd電容是一個(gè)Vds電壓的函數(shù)。

Cds：也是非線性的電容，它是體二極管的結(jié)電容，也是和電壓相關(guān)的。這些電容都是由Spec上面的Crss，Ciss和Coss決定的。

由于Cgd同時(shí)在輸入和輸出，因此等效值由于 Vds電壓要比原來(lái)大很多，這個(gè)稱為米勒效應(yīng)。

由于SPEC上面的值按照特定的條件下測(cè)試得到的，我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用的時(shí)候需要修改Cgd的值。

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開(kāi)啟和關(guān)斷的過(guò)程分析：

mos管功耗

mos管功耗計(jì)算

MOSFET驅(qū)動(dòng)器的功耗包含三部分：

1. 由于MOSFET柵極電容充電和放電產(chǎn)生的功耗。

與MOSFET柵極電容充電和放電有關(guān)。這部分功耗通常是最高的，特別在很低的開(kāi)關(guān)頻率時(shí)。

2. 由于MOSFET 驅(qū)動(dòng)器吸收靜態(tài)電流而產(chǎn)生的功耗。

高電平時(shí)和低電平時(shí)的靜態(tài)功耗。

3. MOSFET 驅(qū)動(dòng)器交越導(dǎo)通（穿通）電流產(chǎn)生的功耗。

由于MOSFET 驅(qū)動(dòng)器交越導(dǎo)通而產(chǎn)生的功耗，通常這也被稱為穿通。這是由于輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)的P溝道和N 溝道場(chǎng)效應(yīng)管（FET）在其導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)之間切換時(shí)同時(shí)導(dǎo)通而引起的。

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