mos管，功率mos管燒壞是什么原因-詳解大全
信息來源：本站 日期：2017-12-15
MOS在控制器電路中的工作狀況：注冊進程（由截止到導通的過渡進程）、導通狀況、關斷進程（由導通到截止的過渡進程）、截止狀況。
MOS首要損耗也對應這幾個狀況，開關損耗（注冊進程和關斷進程），導通損耗，截止損耗（漏電流引起的，這個忽略不計），還有雪崩能量損耗。只需把這些損耗控制在mos接受標準之內(nèi)，mos即會正常作業(yè)，超出接受規(guī)模，即發(fā)作損壞。而開關損耗往往大于導通狀況損耗（不同mos這個距離可能很大）
Mos損壞首要原因：
過流----------繼續(xù)大電流或瞬間超大電流引起的結溫過高而焚毀；
過壓----------源漏過壓擊穿、源柵極過壓擊穿；
靜電----------靜電擊穿。CMOS電路都怕靜電；
Mos開關原理（扼要）。Mos是電壓驅動型器材，只需柵極和源級間給一個恰當電壓，源級和漏級間通路就構成。這個電流通路的電阻被成為mos內(nèi)阻，就是導通電阻。這個內(nèi)阻巨細根本決議了mos芯片能接受的最大導通電流（當然和其它要素有關，最有關的是熱阻）。內(nèi)阻越小接受電流越大（由于發(fā)熱小）
Mos問題遠沒這么簡略，費事在它的柵極和源級間，源級和漏級間，柵極和漏級間內(nèi)部都有等效電容。所以給柵極電壓的進程就是給電容充電的進程（電容電壓不能驟變），所以mos源級和漏級間由截止到導通的注冊進程受柵極電容的充電進程制約。
可是，這三個等效電容是構成串并聯(lián)組合關系，它們相互影響，并不是獨立的，如果獨立的就很簡略了。其間一個要害電容就是柵極和漏級間的電容Cgd，這個電容業(yè)界稱為米勒電容。這個電容不是恒定的，隨柵極和漏級間電壓改變而敏捷改變。這個米勒電容是柵極和源級電容充電的攔路虎，由于柵極給柵-源電容Cgs充電抵達一個渠道后，柵極的充電電流必須給米勒電容Cgd充電，這時柵極和源級間電壓不再升高，抵達一個渠道，這個是米勒渠道（米勒渠道就是給Cgd充電的進程），米勒渠道我們首要想到的費事就是米勒振蕩。（即，柵極先給Cgs充電，抵達必定渠道后再給Cgd充電）
由于這個時分源級和漏級間電壓敏捷改變，內(nèi)部電容相應敏捷充放電，這些電流脈沖會導致mos寄生電感發(fā)生很大感抗，這兒面就有電容，電感，電阻組成震動電路（能構成2個回路），而且電流脈沖越強頻率越高震動起伏越大。所以最要害的問題就是這個米勒渠道怎么過渡。
過快的充電會導致劇烈的米勒震動，但過慢的充電雖減小了震動，但會延伸開關然后添加開關損耗。Mos注冊進程源級和漏級間等效電阻相當于從無窮大電阻到阻值很小的導通內(nèi)阻（導通內(nèi)阻一般低壓mos只需幾毫歐姆）的一個轉變進程。比方一個mos最大電流100a，電池電壓96v，在注冊進程中，有那么一會兒（剛進入米勒渠道時）mos發(fā)熱功率是P=V*I(此刻電流已達最大，負載沒有跑起來，一切的功率都降落在MOS管上)，P=96*100=9600w！這時它發(fā)熱功率最大，然后發(fā)熱功率敏捷下降直到徹底導通時功率變成100*100*0.003=30w（這兒假定這個mos導通內(nèi)阻3毫歐姆）。開關進程中這個發(fā)熱功率改變是驚人的。
如果注冊時刻慢，意味著發(fā)熱從9600w到30w過渡的慢，mos結溫會升高的兇猛。所以開關越慢，結溫越高，簡略燒mos。為了不燒mos，只能下降mos限流或許下降電池電壓，比方給它約束50a或電壓下降一半成48v，這樣開關發(fā)熱損耗也下降了一半。不燒管子了。這也是高壓控簡略燒管子原因，高壓控制器和低壓的只需開關損耗不一樣（開關損耗和電池端電壓根本成正比，假定限流一樣），導通損耗徹底受mos內(nèi)阻決議，和電池電壓沒任何關系。
其實整個mos注冊進程非常復雜。里邊變量太多。總歸就是開關慢不簡略米勒震動，但開關損耗大，管子發(fā)熱大，開關速度快理論上開關損耗低（只需能有用按捺米勒震動），可是往往米勒震動很兇猛（如果米勒震動很嚴重，可能在米勒渠道就燒管子了），反而開關損耗也大，而且上臂mos震動更有可能引起下臂mos誤導通，構成上下臂短路。所以這個很考驗設計師的驅動電路布線和主回路布線技能。最終就是找個平衡點（一般注冊進程不超越1us）。注冊損耗這個最簡略，只和導通電阻成正比，想大電流低損耗找內(nèi)阻低的。
下面介紹下對一般用戶有用點的。
Mos挑選的重要參數(shù)扼要闡明。以datasheet舉例闡明。
柵極電荷。
Qgs, Qgd
Qgs:指的是柵極從0v充電到對應電流米勒渠道時總充入電荷（實踐電流不同，這個渠道高度不同，電流越大，渠道越高，這個值越大）。這個階段是給Cgs充電（也相當于Ciss，輸入電容）。
Qgd:指的是整個米勒渠道的總充電電荷（在這稱為米勒電荷）。這個進程給Cgd（Crss，這個電容隨著gd電壓不同敏捷改變）充電。
下面是型號stp75nf75.
我們一般75管Qgs是27nc，Qgd是47nc。結合它的充電曲線。
進入渠道前給Cgs充電，總電荷Qgs 27nc，渠道米勒電荷Qgd 47nc。
而在開關過沖中，mos首要發(fā)熱區(qū)間是粗赤色標示的階段。從Vgs開端超越閾值電壓，到米勒渠道完畢是首要發(fā)熱區(qū)間。其間米勒渠道完畢后mos根本徹底翻開這時損耗是根本導通損耗（mos內(nèi)阻越低損耗越低）。閾值電壓前，mos沒有翻開，簡直沒損耗（只需漏電流引起的一點損耗）。其間又以赤色拐彎當?shù)負p耗最大（Qgs充電將近完畢，快到米勒渠道和剛進入米勒渠道這個進程發(fā)熱功率最大（更粗線表示）。
所以必定充電電流下，赤色標示區(qū)間總電荷小的管子會很快度過，這樣發(fā)熱區(qū)間時刻就短，總發(fā)熱量就低。所以理論上挑選Qgs和Qgd小的mos管能快速度過開關區(qū)。
導通內(nèi)阻。Rds（on）。這個耐壓必定情況下是越低越好。不過不同廠家標的內(nèi)阻是有不同測驗條件的。測驗條件不同，內(nèi)阻測量值會不一樣。同一管子，溫度越高內(nèi)阻越大（這是硅半導體資料在mos制作工藝的特性，改變不了，能稍改進）。所以大電流測驗內(nèi)阻會增大（大電流下結溫會明顯升高），小電流或脈沖電流測驗，內(nèi)阻下降（由于結溫沒有大幅升高，沒熱堆集）。有的管子標稱典型內(nèi)阻和你自己用小電流測驗簡直一樣，而有的管子自己小電流測驗比標稱典型內(nèi)阻低許多（由于它的測驗標準是大電流）。當然這兒也有廠家標示不嚴厲問題，不要徹底信任。
所以挑選標準是------------找Qgs和Qgd小的mos管，并一起契合低內(nèi)阻的mos管。
原因剖析：
1、過流的可能性一般，不掃除在裝車的時分，電池的電流瞬間超大，引起結溫過高；
2、過壓的可能性最小，電池電壓不會超越100V，會低于安全電壓；
3、靜電的可能情最大，靜電在各各環(huán)節(jié)中都有可能浸透
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