如何计算MOS管的功耗?这篇不能再详细了...

VBsemi微碧半导体 2024-09-05 18:02:27

有小伙伴让我出一期如何计算MOS管的功耗,今天VBsemi小编就来讲一讲关于MOSFET 的功耗情况。

通常大家在计算MOSFET功率损耗时,都会采用简单的计算公式:P=Id*Id*Rds(on) ,但这只是MOSFET损耗的一部分,MOSFET的功耗包含几部分呢?

MOSFET的功耗(PI)

主要分为三种:驱动损耗(Pdr)开关损耗(Psw)和导通损耗(Pc),开关损耗(Psw)又可以分为开通损耗、关闭损耗和二极管的反向恢复损耗。

今天我们先来看MOSFET的开通过程

当这个上管的MOSFET打开时,输出电压从0变为UDr,这个时间常数是由Rg和Ciss(输入电容)的乘积来决定的。在栅极电压达到UGS之前,输出不会改变。(ID=0A,UDS=UDD)。

当栅极电压达到UGS(th)之后,iD开始上升,在这个电流上升时间内,续流二极管依然导通,漏源VDS电压为UDD。

我们需要将这个二极管关闭,就要除去存储在其中的所有少数载流子。

这种反向恢复电流会被MOSFET吸收,造成额外的功率损耗。而这个反向恢复电荷(Qrr)和持续时间(trr)的最坏情况值将用于功率损耗的计算中。

当二极管关闭后,漏源极电压从UDS=UDD下降到其on状态值。当米勒效应发生以后,栅源电压被钳制在UGS=U。

漏源极电压的斜率由栅极电流和栅漏电容(CGD=Crss)决定。

为了计算电压下降时间(tfu)在合理的精度下,必须考虑栅漏电容的非线性。这种非线性很难纳入工程计算中。这就是为什么使用两点近似法。

假设漏源极电压在范围uDS∈[UDD/2,UDD],则栅漏电容取CGD1=CGD(UDD)。

另一方面,如果漏源极电压在UDS范围内∈[0V,UDD/2],栅极-漏极电容取CGD2=CGD。

下降时间内的漏源极电压在图B中用虚线表示,因为此近似值仅用于确定UDS电压下降时间(以及关断期间UDS的上升时间)。假设漏源极电压可用线性形式(图B中的实线)。

以上部分图片与资料来源于网络

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