MOSFET應(yīng)(yīng)用-功率損耗容易誤解的三個(gè)(gè)要點(diǎn)(diǎn)-KIA MOS管

在MOSFET的數(shù)(shù)據(jù)(jù)手冊(cè)(cè)中極限值表格中的總功率損耗Ptot就是一個(gè)(gè)十分有趣的參數(shù)(shù)。說(shuō)它有趣是因?yàn)橛行r(shí)(shí)候Ptot的數(shù)(shù)值看起來(lái)很強(qiáng)(qiáng)大，但它又不是決定MOSFET設(shè)(shè)計(jì)(jì)是否可行的決定性參數(shù)(shù)。本文就來(lái)聊一聊關(guān)(guān)于MOSFET的總功率損耗Ptot在使用過(guò)程中容易被人誤解或者忽略的那些知識(shí)(shí)點(diǎn)(diǎn)。

誤解1：電路中MOSFET的功率小于限值表中的Ptot，Mosfet就是安全的

上面的理解是不對(duì)(duì)的。總功率損耗Ptot的定義是：在焊接襯底溫度維持在25℃時(shí)(shí)，器件達(dá)(dá)到最大結(jié)(jié)點(diǎn)(diǎn)溫度時(shí)(shí)所用的功率。可以用公式Tj=Tmb+Rth_j-mb*Ptot來(lái)表達(dá)(dá)，節(jié)(jié)點(diǎn)(diǎn)溫度才是最終的MOSFET是否過(guò)熱損壞的判定參數(shù)(shù)。

在實(shí)(shí)際應(yīng)(yīng)用中是很難維持焊接襯底溫度Tmb一直為25℃的，所以Ptot確切地說(shuō)應(yīng)(yīng)該是來(lái)表征元件熱傳導(dǎo)(dǎo)性能Rth_j-mb的好壞，或是最大結(jié)(jié)點(diǎn)(diǎn)溫度高低的參數(shù)(shù)。

誤解2：對(duì)(duì)于一個(gè)(gè)MOSFET元件，功率損耗Ptot的值就是固定不變的

其實(shí)(shí)從結(jié)(jié)點(diǎn)(diǎn)溫度與功率損耗的公式就可以看出：熱阻Rth和結(jié)(jié)點(diǎn)(diǎn)溫度Tj是元件的固有屬性，是不變化的，隨著Tmb溫度的升高，功率損耗Ptot的值就會(huì)(huì)降低。

下圖即為數(shù)(shù)據(jù)(jù)手冊(cè)(cè)中給出的“標(biāo)(biāo)準(zhǔn)(zhǔn)化的總功率損耗和焊接襯底溫度的函數(shù)(shù)關(guān)(guān)系圖”，舉例說(shuō)明：焊接襯底溫度在0℃~25℃時(shí)(shí)，Ptot=101W(和極限值表格中一致)，但是當(dāng)(dāng)焊接襯底Tmb的溫度上升到100℃時(shí)(shí)，允許的Ptot=50.5W。

綜上所述，功率損耗Ptot的值固定不變的的理解是錯(cuò)(cuò)誤的！

誤解3：MOSFET的功率=流過(guò)漏極和源極的電流* 漏極和源極間的導(dǎo)(dǎo)通阻抗

MOSFET分兩種使用情況：常通狀態(tài)(tài)和開(kāi)關(guān)(guān)狀態(tài)(tài)。常通狀態(tài)(tài)時(shí)(shí)的功率損耗Ptot不僅要考慮流過(guò)漏極和源極的電流所產(chǎn)(chǎn)生的功率，還要考慮用于柵極驅(qū)(qū)動(dòng)(dòng)流入的電流所產(chǎn)(chǎn)生的的功率。

如下圖的LTspice的仿真中就明確地展示了常通狀態(tài)(tài)下的計(jì)(jì)算公式。

開(kāi)關(guān)(guān)狀態(tài)(tài)時(shí)(shí)的功率只要再加入導(dǎo)(dǎo)通和關(guān)(guān)閉時(shí)(shí)的功率損耗即可。故上述的觀點(diǎn)(diǎn)過(guò)于片面，不夠嚴(yán)(yán)謹(jǐn)(jǐn)。

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