Part 01。
前语。
翻开。MOSFET。标准。书,咱们会发现一切的MOSFET标准书在。Maxim。um ra。ti。ngs,也便是极限。电气。参数。中给出Avalanche energy, single pulse的值,单位是mJ,对应中文意义是单脉冲雪崩能量,那么这一参数究竟表征了什么意义?当咱们在规划MOSFET电路时又该怎么考量这一参数带来的约束呢?
Part 02。
单脉冲雪崩能量的界说。
单脉冲雪崩能量简称是EAS,这一参数是描绘MOSFET在雪崩形式下能接受的能量极限的参数,咱们一般在。电路规划。中拿这个参数来评价MOSFET 的瞬态过压耐受才能,进而来评价器材在反常瞬态过压情况下不会失效,接下来先简略回忆一下什么是雪崩。 当MOSFET的漏极-源极电压VDS超越其击穿电压VBR,漏极-源极之间会发生强电场,使得载流子取得满足的动能碰击晶格,然后发生更多的载流子,这种载流子倍增效应称为“雪崩效应”。假如持续时间过长或能量过大,就会导致MOSFET永久损坏。
当MOSFET驱动理性负载时,由于电感。电流。不能骤变,当MOSFET由ON转换成OFF时,就会在MOSFET两头发生一个较大的短时感应电压,比方下图当SW1闭合,M1断开时,就会在MOSFET漏极发生上百V的感应电压(此感应电压的幅值和MOSFET的关断速度以及电感感量有联系),此刻若MOSFET两头无钳位。维护电路。,那么MOSFET就会应为过压进入雪崩形式,这时候咱们就需求运用单脉冲雪崩能量这一参数来评价MOSFET是否会由于电感发生的感应电压而损坏。
Part 03。
实例剖析。
咱们假定。电源。电压VDD是20V,MOSFET驱动了一个理性负载,理性负载的电感值为5mH,电感中的初始电流IL为10A,那么电感中贮存的能量就能够经过下面的公式核算出来:
其间L是理性负载的电感值。
I是电感中初始电流。
EAS=0.5*5*10*10=250mJ。
然后咱们查阅MOSFET标准书中的EAS最大是380mJ,阐明用这个MOSFET仍是靠谱的,可是咱们需求留意的是这个办法只能大略评价,由于标准书此处给出的EAS参数是常温下(25℃)的参数,咱们的。产品。一般由于环境温度,以及MOSFET本身发热等要素影响,MOSFET的实践温度会远高于25℃,那怎么办呢?
MOSFET标准书一般会给出下面这个曲线,也便是雪崩特性曲线,
从上面的曲线能够看出,MOSFET雪崩时的电流,雪崩持续时间,温度合围了一个区域,MOSFET的温度越高,合围的区域越小,对应MOSFET能耐受的单次脉冲雪崩能量也就越小,这也验证了咱们上面说的拿极限EAS参数来评价MOSFET是否会损坏是不太准的,由于忽视了温度的影响。 理性负载断开时的电流咱们是知道的,温度咱们也能经过温升核算取得,咱们在此假定是100℃,那么就差一个实践tav,假如取得tav呢? 咱们能够根据这一公式:L*di/dt=V来核算tav: tav=L*IL/(Vbr-VDD)=5*10/(60*1.3-20)=860us 读图可妥当温度是100℃,860us对应的雪崩电流最大约为6.5A,这意味着MOSFET在这种情况下实践上是会损坏的,和上面的定论刚好相反!
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