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關于MOSFET功率損耗的三個誤解

CHANBAEK ? 來源:電子幫 ? 作者:九條小魚兒 ? 2023-05-15 16:10 ? 次閱讀

數據手冊就是電子元件的使用說明書,在電路設計之前,十分有必要通讀數據手冊,并了解產品的重要性能參數。在MOSFET的數據手冊中極限值表格中的總功率損耗Ptot就是一個十分有趣的參數。說它有趣是因為有些時候Ptot的數值看起來很強大,但它又不是決定MOSFET設計是否可行的決定性參數。本文就來聊一聊關于MOSFET的總功率損耗Ptot在使用過程中容易被人誤解或者忽略的那些知識點。

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

上面的理解是不對的??偣β蕮p耗Ptot的定義是:在焊接襯底溫度維持在25℃時,器件達到最大結點溫度時所用的功率??梢杂霉絋j=Tmb+Rth_j-mb*Ptot來表達,節點溫度才是最終的MOSFET是否過熱損壞的判定參數。在實際應用中是很難維持焊接襯底溫度Tmb一直為25℃的,所以Ptot確切地說應該是來表征元件熱傳導性能Rth_j-mb的好壞,或是最大結點溫度高低的參數。

poYBAGRh58KAP0dRAAHTJoXcULs019.png

誤解2:對于一個MOSFET元件,功率損耗Ptot的值就是固定不變的。

其實從結點溫度與功率損耗的公式就可以看出:熱阻Rth和結點溫度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的值就會降低。下圖即為數據手冊中給出的“標準化的總功率損耗和焊接襯底溫度的函數關系圖”,舉例說明:焊接襯底溫度在℃~25℃時,Ptot=101W(和極限值表格中一致),但是當焊接襯底Tmb的溫度上升到100℃時,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誤的!

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誤解3:MOSFET的功率=流過漏極和源極的電流*漏極和源極間的導通阻抗

MOSFET分兩種使用情況:常通狀態和開關狀態。常通狀態時的功率損耗Ptot不僅要考慮流過漏極和源極的電流所產生的功率,還要考慮用于柵極驅動流入的電流所產生的的功率。如下圖的LTspice的仿真中就明確地展示了常通狀態下的計算公式。開關狀態時的功率只要再加入導通和關閉時的功率損耗(在以后的文章中會提到)即可。故上述的觀點過于片面,不夠嚴謹。

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以上的內容希望對大家有所幫助,也希望大家給予反饋和指正,互相交流,共同進步!

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