MOSFET應(yīng)用-功率損耗容易誤解的三個(gè)要點(diǎn)-KIA MOS管

在MOSFET的數(shù)據(jù)手冊(cè)中極限值表格中的總功率損耗Ptot就是一個(gè)十分有趣的參數(shù)。說(shuō)它有趣是因?yàn)橛行r(shí)候Ptot的數(shù)值看起來(lái)很強(qiáng)大，但它又不是決定MOSFET設(shè)計(jì)是否可行的決定性參數(shù)。本文就來(lái)聊一聊關(guān)于MOSFET的總功率損耗Ptot在使用過(guò)程中容易被人誤解或者忽略的那些知識(shí)點(diǎn)。

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(duì)的。總功率損耗Ptot的定義是：在焊接襯底溫度維持在25℃時(shí)，器件達(dá)到最大結(jié)點(diǎn)溫度時(shí)所用的功率?？梢杂霉絋j=Tmb+Rth_j-mb*Ptot來(lái)表達(dá)，節(jié)點(diǎn)溫度才是最終的MOSFET是否過(guò)熱損壞的判定參數(shù)。

在實(shí)際應(yīng)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(shuō)應(yīng)該是來(lái)表征元件熱傳導(dǎo)性能Rth_j-mb的好壞，或是最大結(jié)點(diǎn)溫度高低的參數(shù)。

誤解2：對(duì)于一個(gè)MOSFET元件，功率損耗Ptot的值就是固定不變的

其實(shí)從結(jié)點(diǎn)溫度與功率損耗的公式就可以看出：熱阻Rth和結(jié)點(diǎn)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(huì)降低。

下圖即為數(shù)據(jù)手冊(cè)中給出的“標(biāo)準(zhǔn)化的總功率損耗和焊接襯底溫度的函數(shù)關(guān)系圖”，舉例說(shuō)明：焊接襯底溫度在0℃~25℃時(shí)，Ptot=101W(和極限值表格中一致)，但是當(dāng)焊接襯底Tmb的溫度上升到100℃時(shí)，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(cuò)誤的！

誤解3：MOSFET的功率=流過(guò)漏極和源極的電流* 漏極和源極間的導(dǎo)通阻抗

MOSFET分兩種使用情況：常通狀態(tài)和開(kāi)關(guān)狀態(tài)。常通狀態(tài)時(shí)的功率損耗Ptot不僅要考慮流過(guò)漏極和源極的電流所產(chǎn)生的功率，還要考慮用于柵極驅(qū)動(dòng)流入的電流所產(chǎn)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(tài)下的計(jì)算公式。

開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)的功率只要再加入導(dǎo)通和關(guān)閉時(shí)的功率損耗即可。故上述的觀點(diǎn)過(guò)于片面，不夠嚴(yán)謹(jǐn)。

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