在开关电源中,如果我们把整个电源比作人体的话,那么MOS管就相当于我们的大脑,相对于大脑对我们人体的控制,MOS管同样的对电源的整体输出控制起到了决定性的作用。
关于MOS管,有很多的参数,比如耐压值、击穿值、最大额定功率、额定电压等等,我们之前也说了很多关于MOS管该依照什么方法进行选择和在线路中的使用以及要注意一些什么,那么今天我们换一个方向,我们说一下MOS管的耐压值与其他参数之间的影响。
了解过MOS管的同学应该知道,MOS耐压水平由芯片的电阻率和厚度决定,而MOS管属于多数载流子导电器件,所以芯片电阻率直接影响器件的导通电阻,通过前人的不断努力计算从而得出:通常MOS的导通电阻会随耐压2.5次方增加,譬如说1000V耐压的MOS管是30V耐压的33.3倍,那么同样封装的芯片的导通电阻就会变成33.3^2.5次方增加,计算得到差不多在6400倍,导通电阻相差这么大就会导致MOS管的开关时间有差异,那么如果我们还想保持导通电阻不变那就只能增大管芯的面积,而增加面积就相当于增加了封装面积尺寸,这样就会导致价格提升,比如我们常见的TO-220封装的耐压为400V的IRF740型MOS,它的导通电阻为0.55Ω,而导通电阻为0.4Ω耐压值为500V的IRF450型MOS则需要TO-247的封装,我们可以看到他们之间的耐压值只相差100V,而封装尺寸则增加1倍。
MOS管耐压对栅极电荷也有一定的影响,我们在一般的应用中,MOS的开关速度实际上是受驱动电路的驱动能力影响,极少部分会出现驱动电路的驱动能力过剩而MOS的速度或自身特性限制了开关速度。MOS管的电荷量是影响开关速度的最主要的因素,我们可以这样简单的理解:100nC的栅极电荷用100mA的电流将其充满或者释放,需要的时间为1us,而30nC的电荷则只需要300ns的时间。或者是在相同的驱动时间,驱动电流可以下降30mA。决定MOS的开关速度的因素是栅极-漏极电荷,我们通常称为Qgt,也就是MOS从导通到阻断或者从阻断到导通的过程中越过“放大区”所需要的电荷,我们称这个电荷为“密勒电荷”。