MOS管最常見的應(yīng)用可能是電源中的開關(guān)元件,此外,它們對電源輸出也大有裨益。服務(wù)器和通信設(shè)備等應(yīng)用一般都配置有多個并行電源,以支持N+1 冗余與持續(xù)工作。各并行電源平均分擔(dān)負(fù)載,確保系統(tǒng)即使在一個電源出現(xiàn)故障的情況下仍然能夠繼續(xù)工作。不過,這種架構(gòu)還需要一種方法把并行電源的輸出連接在一起,并保證某個電源的故障不會影響到其它的電源。在每個電源的輸出端,有一個功率MOS管可以讓眾電源分擔(dān)負(fù)載,同時各電源又彼此隔離 。起這種作用的MOS管被稱為"ORing"FET,因為它們本質(zhì)上是以 "OR" 邏輯來連接多個電源的輸出。
若設(shè)計人員試圖開發(fā)尺寸最小、成本最低的電源,低導(dǎo)通阻抗更是加倍的重要。在電源設(shè)計中,每個電源常常需要多個ORing MOS管并行工作,需要多個器件來把電流傳送給負(fù)載。在許多情況下,設(shè)計人員必須并聯(lián)MOS管,以有效降低RDS(ON)。需謹(jǐn)記,在 DC 電路中,并聯(lián)電阻性負(fù)載的等效阻抗小于每個負(fù)載單獨(dú)的阻抗值。比如,兩個并聯(lián)的2Ω 電阻相當(dāng)于一個1Ω的電阻 。因此,一般來說,一個低RDS(ON) 值的MOS管,具備大額定電流,就可以讓設(shè)計人員把電源中所用MOS管的數(shù)目減至最少。
除了RDS(ON)之外,在MOS管的選擇過程中還有幾個MOS管參數(shù)也對電源設(shè)計人員非常重要。許多情況下,設(shè)計人員應(yīng)該密切關(guān)注數(shù)據(jù)手冊上的安全工作區(qū)(SOA)曲線,該曲線同時描述了漏極電流和漏源電壓的關(guān)系。基本上,SOA定義了MOSFET能夠安全工作的電源電壓和電流。在ORing FET應(yīng)用中,首要問題是:在"完全導(dǎo)通狀態(tài)"下FET的電流傳送能力。實際上無需SOA曲線也可以獲得漏極電流值。若設(shè)計是實現(xiàn)熱插拔功能,SOA曲線也許更能發(fā)揮作用。在這種情況下,MOS管需要部分導(dǎo)通工作。SOA曲線定義了不同脈沖期間的電流和電壓限值。
注意剛剛提到的額定電流,這也是值得考慮的熱參數(shù),因為始終導(dǎo)通的MOS管很容易發(fā)熱。另外,日漸升高的結(jié)溫也會導(dǎo)致RDS(ON)的增加。MOS管數(shù)據(jù)手冊規(guī)定了熱阻抗參數(shù),其定義為MOS管封裝的半導(dǎo)體結(jié)散熱能力。RθJC的最簡單的定義是結(jié)到管殼的熱阻抗。細(xì)言之,在實際測量中其代表從器件結(jié)(對于一個垂直MOS管,即裸片的上表面附近)到封裝外表面的熱阻抗,在數(shù)據(jù)手冊中有描述。若采用PowerQFN封裝,管殼定義為這個大漏極片的中心。因此,RθJC 定義了裸片與封裝系統(tǒng)的熱效應(yīng)。RθJA 定義了從裸片表面到周圍環(huán)境的熱阻抗,而且一般通過一個腳注來標(biāo)明與PCB設(shè)計的關(guān)系,包括鍍銅的層數(shù)和厚度。
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二三極管