高压MOS在进行产品开发时的注意要点

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  本文主要介绍高压MOS在客户电源等产品开发时的选型以及特性的说明,为客户的产品开发提供参考性的设计意见。

  MOSFET以其电压控制、开关频率高、开关速度快等优点,广泛应用于电源等产品中。高压MOS涵盖漏源电压(VDSS)等级600V、800V、900V、1400V,具有极低的RDS(ON)和丰富的封装系列,应用十分广泛。

  MOSFET最重要的两个参数是漏源电压(VDSS)和导通电阻RDS(ON)。电流值和最大耗散功率值必须仔细观察,因为它们只有当背板温度到25OC时才能达到,切换时间仅在满足数据说明书中所描述的特定条件下才适用。

  一般来说高压MOS数据手册主要包含以下几个部分:特性、极限值、电气特性以及典型特性。

  高压MOS所具有的性能优势:

  1、 具有比较低的Qg

  2、 Vgs电压±30 V

  3、 具有比较低的导通阻抗

  4、 很好的防雪崩能力

  MOS采用了五代UMOS工艺,可以把RDS(ON)做的比较小,2SK3298B的导通电阻只有0.75欧姆,可以大大减少MOS的损耗。

  极限值部分给出了10个参数的绝对最大值。器件运行的时候一定不能超过此值,否则会造成MOS永久的损坏。其中,尤其需要注意漏极电流和耗散功率的值是在25OC时给出的,在实际运行中只能作为参考。

  电气特性部分主要含有几个重要的参数:开启关断时间参数、跨导参数、结电容参数以及体内二极管参数等。高压MOS一般要比同类型的其它牌子的MOS开关速度快,但有个很重要的先决条件就是:栅极驱动电压要在10V以上,因为高压MOS结电容参数比较大。

  典型特性部分给出了很多参数的动态曲线。比较重要的参数曲线有:热阻曲线、转移特性曲线、跨导曲线、导通电阻和漏极电流的关系曲线以及耗散功率和温度的关系曲线等。耗散功率随着温度的升高而下降,导通电阻随着温度的升高而增大。

  高压MOS具有比较明显的导通阻抗低、开关速度快的优点,但驱动电路的好坏直接影响了MOS的特性。为了达到良好的驱动波形和开关特性,使管子能够工作在比较理想的状态,现结合数据手册中的几个参数影响和典型曲线注2加以分析。

  1、RDS(ON)随VGS的变化曲线:

  由图可知,当VGS在小于10V的时候,RDS(ON)是比较大的,特别是在小于7-8V的时候,RDS(ON)几乎是无穷大,管子几乎没有开启。所以我们建议驱动电压一般要在10V以上,这样可以获得比较低的导通阻抗和减小MOS的损耗。

  2、由数据手册得到高压MOS的CISS、COSS、、CRSS是比较大的,所以为了获得比较好的驱动波形,建议栅极驱动电阻不要太大,尽量在几十欧姆。

  3、跨导参数及曲线。跨导是MOS一个很重要的参数,反映了栅极驱动电压对漏极电流的控制能力。当MOS栅极驱动电压在10V左右的时候,MOS漏极电流才能达到标称的值。

  以上分析了高压MOS的一些特性和为了达到比较好的开关特性的一些参数配合。现针对以上几点做总结,授权代理商世强电讯给出以下几点意见,供大家在产品的开发中做参考:

  1、 栅极驱动电压要在10V以上,可以获得比较好的驱动波形和较低的导通阻抗,可以减少MOS的发热和损耗。

  2、 栅极驱动电阻最好在EMI和驱动波形之间做合适的选择,最好在几十欧姆,数据手册中参数的测试条件中驱动电阻为25欧姆。

  3、 因为高压MOS栅源极耐压比较高,可以达到30V。所以在负载比较重或漏极电流比较大的情况下,为了避免漏极电流失控MOS进入放大区工作,栅极驱动电压适当的还要加大,只要不超过标称的30V就可以。