由于功率MOSFET熱穩(wěn)定性好,故比雙極型晶體管并聯(lián)連接簡單??墒遣⒙?lián)連接MOSFET用于高速開關(guān)則末必簡單,從現(xiàn)象看并聯(lián)連接會發(fā)生以下兩個問題:
1) 電流會集中某一個器件中。
2 ) 寄生振蕩。
并聯(lián)連接方面的問題
參數(shù)
Lo:柵、導(dǎo)線電感
LD:漏、導(dǎo)線電感
LS:源、導(dǎo)線電感
Cmi:密勒電容
CGS:柵、源間電源
ra:柵、電阻(多晶硅)
(1)電流會集到某一個器件中
這是由于并聯(lián)連接的器件中的某一個器件早于或遲于其它器件導(dǎo)通或斷開而引起的。導(dǎo)通、斷開的時刻差異是由于器件間的閾值電壓和正向傳輸導(dǎo)納等參數(shù)的差別而引起。圖1表明把具有不同VGS(th)和 g.f .s 的功率MOSFET并聯(lián)銜接時發(fā)生電流不平衡的一個比如。
驅(qū)動級的輸出阻抗大的時候,電流不平衡的發(fā)生時刻由功率MOSFET的輸入電容Ciss而決議。另外,并聯(lián)連接的全部器件導(dǎo)通之后,流到各器件的電流與Rds(on)成反比 。
( 2 ) 寄生振蕩
如把功率MOSFET的柵極直接并聯(lián)銜接,就常常發(fā)生寄生振蕩。如圖2所示,經(jīng)過各個器件的漏、柵間電容( 密勒電容 )和柵極引線電感構(gòu)成諧振電路 。關(guān)于這個諧振電路的Q,也即電抗器 ( L 、C ) 對電阻之比 (Q = i∞/ R ) 非常大,簡單發(fā)生寄生振蕩。
從以下兩個方面采取辦法 :
1)器材的挑選
2)裝置上的考慮
·并聯(lián)連接及辦法
( 1) 把功率MOSFET用作開關(guān)器件時,無須過于慎重考慮,由于功率MOSFET的最大脈沖電流允許為直流額定值的 3-4倍,只需極力縮小驅(qū)動級的輸出阻抗就行.把功率MOSFET用在線性電路時,只挑選同一批產(chǎn)品是不行的 ,與雙極型晶體管一樣外加源電阻使之平衡是很有必要的.
( 2 )裝置辦法
選用低電感布線是當(dāng)然的,但在并聯(lián)連接中僅用銅板是不行的 ,由于因公共阻擾發(fā)生的 電壓使柵、源間電壓不能平衡,為了防止這點,并聯(lián)連接的各個器件應(yīng)是徹底持平的布線,應(yīng)如圖3那樣用對稱的布線 ,但因裝置上的約束,不行能用對稱布錢時,這時同軸的(多股絞合線、帶狀線 ) 布線也是很有用的。如圖4那樣,經(jīng)過薄的絕緣膜把銅板制成的漏和源的布線。
分別做成多層結(jié)構(gòu),則由于布線發(fā)生電感的一起也發(fā)生電容 ,而構(gòu)成圖5的等效電路。由電感發(fā)生的電壓經(jīng)過電容傳輸使各個器材的柵 、源間電壓則變得持平。由于功率MOSFET的導(dǎo)通電阻和耐壓有以下的聯(lián)系,即Rds(on)∞BVds2 .4-2.7所以在總芯片面積持平的情況下,如把幾個低壓MOSFET串聯(lián)連接 ,比1個高耐壓MOSFET的導(dǎo)通電阻低。圖1表明串聯(lián)連接個數(shù)和導(dǎo)通電阻下降率之間的聯(lián)系。從此圖中能夠看出 ,用串聯(lián)銜接比提高每個功率MOSFET的耐壓更有優(yōu)越性 ??墒?,隨著串聯(lián)連接MOSFET 的個數(shù)的添加,驅(qū)動電路變得復(fù)雜,從成本和裝置上考慮 ,2-5個MOSFET的串聯(lián)銜接較為適宜。
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