瑞薩電子高壓MOS在進行產(chǎn)品開發(fā)時的注意要點
本文主要介紹瑞薩電子(又稱:Renesas)高壓MOS在客戶電源等產(chǎn)品開發(fā)時的選型以及特性的說明,為客戶的產(chǎn)品開發(fā)提供參考性的設(shè)計意見。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/115143.htmMOSFET以其電壓控制、開關(guān)頻率高、開關(guān)速度快等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于電源等產(chǎn)品中。Renesas高壓MOS涵蓋漏源電壓(VDSS)等級600V、800V、900V、1400V,具有極低的RDS(ON)和豐富的封裝系列,應(yīng)用十分廣泛。
MOSFET最重要的兩個參數(shù)是漏源電壓(VDSS)和導(dǎo)通電阻RDS(ON)。電流值和最大耗散功率值必須仔細觀察,因為它們只有當(dāng)背板溫度到25OC時才能達到,切換時間僅在滿足數(shù)據(jù)說明書中所描述的特定條件下才適用。
一般來說Renesas高壓MOS數(shù)據(jù)手冊主要包含以下幾個部分:特性、極限值、電氣特性以及典型特性。
Renesas高壓MOS所具有的性能優(yōu)勢:
1、 具有比較低的Qg
2、 Vgs電壓±30 V
3、 具有比較低的導(dǎo)通阻抗
4、 很好的防雪崩能力
Renesas MOS采用了五代UMOS工藝,可以把RDS(ON)做的比較小,2SK3298B的導(dǎo)通電阻只有0.75歐姆,可以大大減少MOS的損耗。
極限值部分給出了10個參數(shù)的絕對最大值。器件運行的時候一定不能超過此值,否則會造成MOS永久的損壞。其中,尤其需要注意漏極電流和耗散功率的值是在25OC時給出的,在實際運行中只能作為參考。
電氣特性部分主要含有幾個重要的參數(shù):開啟關(guān)斷時間參數(shù)、跨導(dǎo)參數(shù)、結(jié)電容參數(shù)以及體內(nèi)二極管參數(shù)等。Renesas高壓MOS一般要比同類型的其它牌子的MOS開關(guān)速度快,但有個很重要的先決條件就是:柵極驅(qū)動電壓要在10V以上,因為Renesas高壓MOS結(jié)電容參數(shù)比較大。
典型特性部分給出了很多參數(shù)的動態(tài)曲線。比較重要的參數(shù)曲線有:熱阻曲線、轉(zhuǎn)移特性曲線、跨導(dǎo)曲線、導(dǎo)通電阻和漏極電流的關(guān)系曲線以及耗散功率和溫度的關(guān)系曲線等。耗散功率隨著溫度的升高而下降,導(dǎo)通電阻隨著溫度的升高而增大。
Renesas高壓MOS具有比較明顯的導(dǎo)通阻抗低、開關(guān)速度快的優(yōu)點,但驅(qū)動電路的好壞直接影響了MOS的特性。為了達到良好的驅(qū)動波形和開關(guān)特性,使管子能夠工作在比較理想的狀態(tài),現(xiàn)結(jié)合數(shù)據(jù)手冊中的幾個參數(shù)影響和典型曲線注2加以分析。
1、RDS(ON)隨VGS的變化曲線:
由圖可知,當(dāng)VGS在小于10V的時候,RDS(ON)是比較大的,特別是在小于7-8V的時候,RDS(ON)幾乎是無窮大,管子幾乎沒有開啟。所以我們建議驅(qū)動電壓一般要在10V以上,這樣可以獲得比較低的導(dǎo)通阻抗和減小MOS的損耗。
2、由數(shù)據(jù)手冊得到Renesas高壓MOS的CISS、COSS、、CRSS是比較大的,所以為了獲得比較好的驅(qū)動波形,建議柵極驅(qū)動電阻不要太大,盡量在幾十歐姆。
3、跨導(dǎo)參數(shù)及曲線??鐚?dǎo)是MOS一個很重要的參數(shù),反映了柵極驅(qū)動電壓對漏極電流的控制能力。由下圖的轉(zhuǎn)移特性曲線可知:當(dāng)MOS柵極驅(qū)動電壓在10V左右的時候,MOS漏極電流才能達到標(biāo)稱的值。
以上分析了Renesas高壓MOS的一些特性和為了達到比較好的開關(guān)特性的一些參數(shù)配合?,F(xiàn)針對以上幾點做總結(jié),Renesas授權(quán)代理商世強電訊給出以下幾點意見,供大家在產(chǎn)品的開發(fā)中做參考:
1、 柵極驅(qū)動電壓要在10V以上,可以獲得比較好的驅(qū)動波形和較低的導(dǎo)通阻抗,可以減少MOS的發(fā)熱和損耗。
2、 柵極驅(qū)動電阻最好在EMI和驅(qū)動波形之間做合適的選擇,最好在幾十歐姆,Renesas數(shù)據(jù)手冊中參數(shù)的測試條件中驅(qū)動電阻為25歐姆。
3、 因為Renesas高壓MOS柵源極耐壓比較高,可以達到30V。所以在負載比較重或漏極電流比較大的情況下,為了避免漏極電流失控MOS進入放大區(qū)工作,柵極驅(qū)動電壓適當(dāng)?shù)倪€要加大,只要不超過標(biāo)稱的30V就可以。
注1:本文Renesas高壓MOS都指的是原NEC電子部分。
注2:本文曲線來自Renesas 2SK3298B(600V,7.5A)數(shù)據(jù)手冊。
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