MOSFET应用-功率损耗容易误解的三个要点-KIA MOS管

在MOSFET的(de)数(shu)(shu)据手册中(zhong)极限值(zhi)表格中(zhong)的(de)总(zong)功率损耗Ptot就是(shi)(shi)一(yi)个十分有(you)趣的(de)参(can)数(shu)(shu)。说(shuo)它(ta)有(you)趣是(shi)(shi)因(yin)为有(you)些(xie)时候Ptot的(de)数(shu)(shu)值(zhi)看(kan)起来很(hen)强大，但(dan)它(ta)又不(bu)是(shi)(shi)决(jue)定MOSFET设计是(shi)(shi)否可行的(de)决(jue)定性参(can)数(shu)(shu)。本文就来聊一(yi)聊关于MOSFET的(de)总(zong)功率损耗Ptot在使用过程(cheng)中(zhong)容(rong)易被(bei)人(ren)误解或者忽略的(de)那些(xie)知识点。

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

上(shang)面(mian)的理解是(shi)不对的。总功(gong)率(lv)损耗Ptot的定义是：在焊接衬底(di)温(wen)度维(wei)持在25℃时(shi)，器件达(da)到(dao)最大结点(dian)温(wen)度时(shi)所用(yong)的(de)功率。可以(yi)用(yong)公式(shi)Tj=Tmb+Rth_j-mb*Ptot来表达(da)，节(jie)点(dian)温(wen)度才是最终的(de)MOSFET是否过热(re)损(sun)坏(huai)的(de)判(pan)定参数。

在(zai)实际应用中是很难维(wei)持焊(han)接衬(chen)底温度Tmb一直(zhi)为25℃的，所以Ptot确(que)切地说应该是来表征元件热(re)传导性(xing)能Rth_j-mb的好坏，或是最大结点(dian)温度高低的参数。

MOSFET 功率损耗误解

误解2：对于一个MOSFET元件，功率损耗Ptot的值就是固定不变的

其实从结点温(wen)度(du)(du)与功(gong)率损(sun)耗的公式(shi)就(jiu)可以看出：热阻Rth和结点温(wen)度(du)(du)Tj是元件的固有(you)属性，是不变(bian)化的，随着Tmb温(wen)度(du)(du)的升高，功(gong)率损(sun)耗Ptot的值(zhi)就(jiu)会(hui)降(jiang)低(di)。

下图即为数据手册中给出的(de)“标准化的(de)总(zong)功(gong)率损耗和(he)焊接(jie)衬底(di)(di)温度的(de)函(han)数关系图”，举(ju)例说明：焊接(jie)衬底(di)(di)温度在0℃~25℃时(shi)(shi)，Ptot=101W(和(he)极限(xian)值(zhi)表格(ge)中一致)，但是(shi)当焊接(jie)衬底(di)(di)Tmb的(de)温度上升到100℃时(shi)(shi)，允许(xu)的(de)Ptot=50.5W。

综(zong)上所述(shu)，功率(lv)损耗Ptot的(de)值固定不(bu)变的(de)的(de)理(li)解是(shi)错误的(de)！

MOSFET 功率损耗误解

误解3：MOSFET的功率=流过漏极和源极的电流* 漏极和源极间的导通阻抗

MOSFET分两(liang)种使用情况：常(chang)通(tong)状(zhuang)态(tai)和开(kai)关状(zhuang)态(tai)。常(chang)通(tong)状(zhuang)态(tai)时的(de)(de)功(gong)(gong)率损耗Ptot不仅要(yao)考虑流过漏极(ji)和源极(ji)的(de)(de)电流所产(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)功(gong)(gong)率，还要(yao)考虑用于(yu)栅极(ji)驱动(dong)流入的(de)(de)电流所产(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)的(de)(de)功(gong)(gong)率。

如下图的(de)LTspice的(de)仿真中就明确地(di)展示了常通状态(tai)下的(de)计算公式。

MOSFET 功率损耗误解