在电子系统设计中,MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的选型很重要,将直接影响系统的性能、效率和可靠性,本文将简洁介绍MOSFET器件选型的三大方法,希望对小伙伴们有所帮助。
1、选择P沟道还是N沟道
N沟道MOSFET:适用于低压侧开关,即当MOSFET接地,负载连接到干线电压时。N沟道MOSFET因其型号多、成本低而广泛应用于多种场合。但需注意,当S极(源极)电压不是系统参考地时,需要采用浮地供电电源驱动、变压器驱动或自举驱动,驱动电路相对复杂。
P沟道MOSFET:适用于高压侧开关,即当MOSFET连接到总线且负载接地时。P沟道MOSFET直接驱动较为简单,但选择型号相对较少,成本较高。
2、选取封装类型
封装类型选择:MOSFET的封装类型直接影响其散热性能和安装便利性。常见的封装类型包括插入式封装(如DIP、TO、PGA)和表面贴装封装(如D-PAK、SOT、SOP、QFP、PLCC)。此外,还有四边无引线扁平封装(QFN),但主要用于集成电路封装,不适用于MOSFET。
热阻和耗散功率:不同封装尺寸具有不同的热阻和耗散功率。选择时需考虑系统的散热条件、环境温度、风冷条件以及散热器的形状和大小限制。在保证MOSFET温升和系统效率的前提下,选取参数和封装更通用的MOSFET。
3、选取导通电阻RSDON
导通电阻的重要性:RDSON是衡量MOSFET性能的关键参数之一,直接影响器件的导通损耗和效率。RDSON越小,器件的导通损耗越低,效率越高,温升也越低。
选取方法:
计算系统最大损耗:根据输入电压范围、输出电压/电流和效率,计算系统的最大损耗。
估算非功率回路损耗:包括功率回路的杂散损耗、非功率回路元件的静态损耗、IC的静态损耗以及驱动损耗,大致估算其占总损耗的10%~15%。
分配功率损耗:将剩余的功率损耗按一定比例分配到功率器件和变压器或电感中。
计算最大允许导通电阻:根据MOSFET的导通损耗和流过的有效值电流,计算最大允许的导通电阻RDSON。
选取合适的MOSFET:根据25℃下的RDSON参数,选取型号合适的MOSFET,并根据实际参数进行向上或向下修整。
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