源终端通常是负的，和漏极是正之一（名称是指电子的源极和漏极）。上图显示了在MOSFET两端连接的二极管。该二极管被称为“本征二极管”，因为它是建立成MOSFET的硅结构。这是功率MOSFET中的硅的层中创建的方式的结果，并且是非常有用的。在大多数的MOSFET结构，它的额定功率为相同的电流作为MOSFET的本身。

2。选择的MOSFET。

要检查MOSFET的参数，它是有一个样本数据表手有用。点击点击此处打开国际整流器IRF3205，我们将参照数据表。首先，我们必须通过一些我们将对付的基本参数。

2.1。 MOSFET参数

导通电阻，R_{DS（ON）。}
这是在源极和漏极端子之间的电阻，当MOSFET导通完全上。

最大漏极电流，I_D（马x).
这是最大电流MOSFET能够站在离漏传递到源。它主要是由包和的Rds（on）决定。

功耗，P_d.
这是MOSFET，这在很大程度上取决于包的类型是在最大功率处理能力。

线性降额系数。
这是多少以上的最大功耗参数必须通过减少每ºC，随着温度上升到高于25ºC。

雪崩能量E_A
这是多大的能量MOSFET的雪崩条件下承受。雪崩超过最大漏 - 源电压时发生，并且电流灯心草通过MOSFET。这不会导致只要能量（功率×时间）在雪崩永久性损坏不超过最大值。

峰值二极管恢复，dv / dt
这是多么快的固有二极管可以从关闭状态（反向偏置）进入导通状态（导通）。这取决于多少电压是如何通过它原来之前。因此，所花费的时间，T =（反向电压/峰值二极管恢复）。

D雨至源击穿电压，V_DSS.
这是可以从漏极被放置到源当MOSFET被关断的最大电压。

热阻，θ_jc.
有关热电阻的更多信息，请参阅在散热片上的章节。

栅极阈值电压，V_GS（TH）
这是为了开启MOSFET的栅极和源极端子之间所需的最小电压。这将需要比这更将其完全导通。

正跨导，g_fs
作为栅 - 源电压增加时，当MOSFET是刚开始打开，它具有的Vgs和漏极电流之间的相当线性关系。此参数只是在这个线性部分（ID / VGS）。

输入电容，C_{国际空间站}
这是在栅极端子和源极和漏极端子之间的集总电容。电容到漏极是最重要的。

有一个比较详细的介绍了MOSFET的国际整流器公司的Acrobat（PDF）文档中功率MOSFET基础知识. 这解释了一些参数来自MOSFET的结构。

2.2。做出选择

功耗和发热量

该MOSFET具有与之抗衡的力量是主要的决定因素之一。在MOSFET的功耗是次通过它去当前两端的电压。即使是交换大量的电能，这应该是相当小的，因为无论两端的电压非常小（开关闭合 - MOSFET导通时），或者当前的经历是非常小（开关打开 - MOSFET是关闭）。穿过时，它是在MOSFET上的电压将是MOSFET的电阻，RDS（ON）倍的电流会彻底它。这种阻力，导通电阻，良好的功率MOSFET将小于0.02欧姆。然后在MOSFET的功耗为：

对于40安培，0.02欧姆的导通电阻的电流，这种权力是32瓦。如果没有散热器，MOSFET应烧坏消散这么多的权力。选择一个散热片，本身就是一个问题，这就是为什么有专门给它一个章节：散热器。

导通电阻是不是在MOSFET功耗的唯一原因。当MOSFET之间的转换发生的另一个来源。对于很短的时间内，该MOSFET是一半一半了。使用与上述相同的例子图中，电流可以在一半的值，20安培，电压可以是一半的值，6伏特同时。现在的功耗为20 6×120 =瓦。然而，MOSFET只消散本作的时间MOSFET被状态之间切换周期短。因此造成本的平均功耗少很多，而且取决于相对倍MOSFET的切换和未切换。平均耗散由等式给出：

2.3。例：

市场问题 一个MOSFET在20kHz切换，并采取1微秒切换状态之间（上关和关闭的）。电源电压是12v和电流40安培。计算平均开关功率损耗，假设电压和电流的一半的值在切换期间。

解决方案： 在20kHz，存在每25微秒的MOSFET开关发生（每次50微秒的开关，和一个开关关每50微秒）。因此，开关时间与总时间的比为1 / 25 = 0.04。切换时的功耗为（12v / 2）×（40A / 2）= 120瓦。因此平均开关损耗是120W点¯x0.04 = 4.8瓦。

任何功耗高于约1瓦特要求MOSFET被安装在散热片上。功率MOSFET来在各种软件包，但通常具有被放置对着散热器的金属片，并且用于传导热量从MOSFET半导体的路程。

封装的功率处理不需要额外的散热器是非常小的。在一些MOSFET相比，金属片连接到内部MOSFET的码头之一 - 通常是排水。这是一个缺点，因为它意味着你不能没有从金属散热片电隔离MOSFET封装适合多个MOSFET到散热片。这可以通过设置在包装和散热器之间薄云母薄片来完成。有些MOSFET具有从终端，这是更好的隔离包。在一天结束的时候你的决定很可能是根据价格不过！

2.3.1。漏电流

的MOSFET通常通过它们的最大漏极电流通告。广告声明，并在数据表前面的功能列表可以引用连续漏电流，ID，70安培，并350安培的电流脉冲漏极电流。你必须非常小心的跟这些数字。他们不是一般的平均值，但最大的MOSFET将在最好的情况下，尽可能携带。一开始，它们通常报价在25ºC的包装下使用。这是极不可能的，当你路过70安培的情况下，仍然将在25ºC！在数据表应该有该图随温度的升高如何额定值下降的曲线图。

脉冲漏极电流总是下在页面的底部开关与切换时间条件以非常小的文字引用！这可能是几百微秒的最大脉冲宽度，以及占空比（的时间百分比ON到OFF）的唯一2％，这是不很实际的。有关MOSFET的额定电流的更多信息，看看这个国际整流器文件。

如果你不能找到一个足够高的最大漏极电流单个MOSFET，那么你就可以连接多台并联。后来请参阅有关如何做到这一点的信息。

2.3.2。速度

你将使用的MOSFET在切换模式来控制电动机的速度。正如我们前面看到的，该MOSFET是在状态，它既不上也不落时间越长，权力就会消散。有些MOSFET是比别人快。大多数现代的人会很容易地达到足够快的几十千赫的开关，因为这是几乎总是如何使用它们。在数据表的页面2，你应该看到的参数导通延迟时间，上升时间，关断延迟时间和下降时间。如果这些都加起来，它会给你一个可以用来切换该MOSFET的近似最小均方波周期：229ns。这代表4.3MHz的频率。请注意，它会变得非常热，但因为它会花费大量的时间都处于操作过的状态。

3。设计实例

要了解如何使用参数，图表数据表中的一些想法，我们将通过一个设计实例：
市场问题：全桥速度控制器电路设计来控制电机12v。开关频率必须高于可听限制（20kHz）。电机具有0.12欧姆总电阻。选择合适的MOSFET的电桥电路，一个合理的价格范围内，并建议可能需要的任何散热。环境温度被假定为25ºC。

解决方案： 让我们来看看在IRF3205，看看它是否是合适的。第一漏极电流的要求。失速，电动机将12v /欧姆0.12 100 =安培。首先，我们将做一个猜测结温，在125ºC我们必须找到最大漏极电流是在125ºC第一。图9的图显示了我们，在125ºC，最大漏极电流约为65安培。因此，在平行2 IRF3205s应该能够在这方面。

多大的权力将在两个并联的MOSFET消散？让我们开始的功耗，同时开和停滞不前的电机，或者刚刚开始。这是电流的平方倍导通电阻。什么是RDS（ON）在125ºC？图4展示它是如何从0.008欧姆其头版值降额，由约1.6的一个因素。因此，我们假设的RDS（on）将0.008 1.6点¯x= 0.0128。因此PD = 50 50点¯x0.0128点¯x= 32瓦。多少的时间将在马达要么停止或启动？这很难说，所以我们将不得不猜测。时间20％是一个相当保守的数字 - 这很可能是少了很多。由于电源产生热量，热传导是一个相当慢的过程，功耗的效果趋于得到平均化过相当长的时间段，在几秒钟的区域。因此，我们可以减免与引述20％的功率要求，以在32W点¯x20％= 6.4W的平均功耗到达。

现在，我们必须加上由于开关的功率耗散。这将上升过程中发生和下降时间，这是在电气特性表作为100ns和70ns分别报价。假设MOSFET驱动器可以提供足够的电流，以满足这些数字的要求（2.5v / 12欧姆= 2.5安培的4.8欧姆=脉冲输出驱动电流栅极驱动源电阻），则切换时间比稳态时间170ns * 20kHz = 3.4mW这是微不足道的。这些开关时序有点粗然而，关于断时间，在这里看到更多的信息。

现在什么都是转换的要求？我们使用与大多数的这些应对MOSFET驱动器船，但它的价值检查。接通电压，栅极电压（th）时，从图XNUMX的曲线图是刚刚超过3伏特。我们已经看到，驾驶员应能源5安培的时间很短的时间。

现在怎么样的散热器。您可能希望本节之前阅读在散热片上的章节。我们要保持温度低于125ºC半导体结，我们已被告知，在环境温度为25ºC。因此，具有MOSFET平均消散6.4W，总热阻必须小于（125 - 25）/ 6.4 15.6 = C / W。结点热阻的情况下弥补了0.75 C / W此，典型案例散热器值（使用热化合物）是0.2 C / W，这让15.6 - 0.75 - 0.2 = 14.7 C / W的散热片本身。这个θJC值的散热器是相当小，价格便宜。注意，相同的散热片可以用于两个MOSFET到的或在H桥负载的右边的左边，因为这两个MOSFET是从来都在同一时间，所以不能既可以在消耗功率同一时间。他们的情况下，必须是电气隔离不过。对于所要求的电气隔离的详细信息，请参阅散热器页面。

4。 MOSFET驱动器

把一个功率MOSFET上，栅极端子必须设定为至少10伏比源终端（为逻辑电平的MOSFET约4伏）更大的电压。这是远高于VGS电压（TH）的参数。

功率MOSFET的一个特征是它们具有的栅极和其他终端，西塞之间的大的寄生电容。这样做的效果是，当脉冲给门终端到达时，它必须首先收取此电容上的栅极电压之前可以达到所需的10伏。门终端然后有效地确实需要的电流。因此，驱动栅极端子应该能够提供一个合理的电流，从而杂散电容可以被迅速充电尽可能的电路。要做到这一点，最好的方法是使用专用的MOSFET驱动芯片。

有可以从几个企业大量的MOSFET驱动芯片。一些示链接到下表中的参数表。有些需要（在全桥的低2 MOSFET或只是一个简单的开关电路），以接地MOSFET的源端。一些可以驱动MOSFET，具有在较高的电压源。这些有一个片上电荷泵，这意味着它们可以产生转动上MOSFET中在一个完整brifge所需的22伏。该TDA340甚至控制着你swicthing序列。一些可以提供多达6安培电流在很短的脉冲充电的杂散栅极电容。

有关MOSFET的更多信息，以及如何推动它们，国际整流器公司都有一套自己的HEXFET的技术论文在这里。

通常你会看到MOSFET驱动器和MOSFET栅极端子之间的低电阻值。这是为了抑制向下引起的引线电感和栅极电容可否则超过允许的栅极端子上的最大电压的任何振铃振荡。它也减慢MOSFET开启和关闭在其中的速率。如果在MOSFET的内在二极管没有打开速度不够快，这非常有用。这更多的细节可以在国际整流器技术文件中找到。

5。并联的MOSFET

的MOSFET可以放置在平行于改善电流处理能力。只需加入门，源极和漏极终端在一起。任意数量的MOSFET可以并联起来，但要注意，栅极电容为你平行更多的MOSFET，并最终MOSFET驱动器将无法来驱动它们加起来。请注意，您不能中并行双极晶体管这样。这背后的原因是在技术论文在这里讨论。

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