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        MOSFET導通電阻Rds(ON)與VGS、結溫、耐壓的關系分析-KIA MOS管

        信息來源:本站 日期:2020-03-09 

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        MOSFET導通電阻Rds(ON)與VGS、結溫、耐壓的關系分析

        導通電阻Rds(ON)是場效應管(MOSFET)的一項重要參數,mos管在越來越多的新能源和汽車電子應用中,都能發現MOSFET的身影,而且很多應用要求超低導通電阻的MOSFET功率器件。


        什么是Rds(ON)?


        Rds(ON)是MOSFET工作(啟動)時,漏極D和源極S之間的電阻值,單位是歐姆。對于同類MOSFET器件,Rds(ON)數值越小,工作時的損耗(功率損耗)就越小。


        mos管,MOSFET

        mos管工作電路


        對于一般晶體管,消耗功率用集電極飽和電壓(VCE(sat))乘以集電極電流(IC)表示:


        PD=(集電極飽和電壓VCE(sat))x(集電極電流IC)


        對于MOSFET,消耗功率用漏極源極間導通電阻(Rds(ON))計算。MOSFET消耗的功率PD用MOSFET自身具有的Rds(ON)乘以漏極電流(ID)的平方表示:


        PD =(導通電阻Rds(ON))x(漏極電流ID)2


        由于消耗功率將變成熱量散發出去,這對設備會產生負面影響,所以電路設計時都會采取一定的對策來減少發熱,即降低消耗功率。


        由于MOSFET的發熱元兇是導通電阻Rds(ON),一般應用中都要求Rds(ON)在Ω級以下。


        與一般晶體管相比,MOSFET的消耗功率較小,所以發熱也小,散熱對策也相對簡單。


        Rds(ON)與VGS的關系


        通常,柵極源極間電壓(VGS)越高,Rds(ON)越小。柵極源極間電壓相同的條件下,Rds(ON)因電流不同而不同。計算功率損耗時,需要考慮柵極源極間電壓和漏極電流,選擇適合的Rds(ON)。


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        導通電阻-柵極源極間電壓特性


        一般MOSFET的芯片尺寸(表面面積)越大,Rds(ON)越小。不同尺寸的小型封裝條件下,封裝尺寸越大可搭載的芯片尺寸就越大,因此Rds(ON)越小。應用中,選擇更大尺寸的封裝,Rds(ON)會更小。


        Rds(ON)與溫度的關系


        除了VGS,溫度是影響Rds(ON)的一個主要因素,與導通狀態無關,無論是放大狀態還是開關狀態,溫度的影響都十分明顯,因此需要注意這一特性。


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        MOSFET在飽和導通條件下,Rds(ON)隨著溫度的升高有增加的趨勢,結溫Tc從25℃增加到100℃時,Rds(ON)大約會增加1倍,這意味著隨著溫度的升高,漏—源極的壓降升高,漏極電流有減小的趨勢,漏極功耗則有增加的趨勢,在配置獨立散熱器的時候應該注意到這一點。


        Rds(ON)與耐壓的關系

        在汽車、充電樁、光伏發電、風力發電等應用中,不少地方要求MOSFET能夠耐一定電壓。如果想要耐壓越高就得把MOSFET做厚,越厚的話MOSFET導通電阻就會越大。這樣,同等條件下的低導通電阻MOSFET就具有競爭優勢,所以廠家都在材料和工藝上下功夫把導通電阻做小,小到只有1mΩ,這個時候的損耗就特別小。


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