MOS管常识科普：功率mos管为什么会被销毁详解-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2020-05-29
本文首要剖析功率mos管为什么会被销毁。mos在节制器电路中的任务状况：守旧进程（由停止到导通的过渡进程）、导通状况、关断进程（由导通到停止的过渡进程）、停止状况。
Mos首要消耗也对应这几个状况，开关消耗（守旧进程和关断进程），导通消耗，停止消耗（泄电流引发的，这个疏忽不计），另有雪崩能量消耗。只需把这些消耗节制在mos蒙受规格以内，mos即会普通任务，超越蒙受规模，即发生破坏。而开关消耗常常大于导通状况消耗，差别mos这个差异能够很大。
过流：延续大电流或刹时超大电流引发的结温太高而销毁；
过压：源漏过压击穿、源栅极过压击穿；
静电：静电击穿，CMOS电路都怕静电；
Mos开关道理（扼要）：Mos是电压驱动型器件，只需栅极和源级间给一个恰当电压，源级和漏级间通路就构成。这个电流通路的电阻被成为mos内阻，便是导通电阻
Mos题目远没这么简略，费事在它的栅极和源级间，源级和漏级间，栅极和漏级间外部都有等效电容。以是给栅极电压的进程便是给电容充电的进程（电容电压不能渐变），以是mos源级和漏级间由停止到导通的守旧进程受栅极电容的充电进程限定。可是，这三个等效电容是构成串并联组合干系，它们彼此影响，并不是自力的，若是自力的就很简略了。
此中一个关头电容便是栅极和漏级间的电容Cgd，这个电容业界称为米勒电容。这个电容不是恒定的，随栅极和漏级间电压变更而敏捷变更。这个米勒电容是栅极和源级电容充电的绊脚石，由于栅极给栅-源电容Cgs充电达到一个平台后，栅极的充电电流必须给米勒电容Cgd充电。这时候候辰栅极和源级间电压不再下降，达到一个平台，这个是米勒平台（米勒平台便是给Cgd充电的进程），米勒平台大师起首想到的费事便是米勒振荡。（即，栅极先给Cgs充电，达到必然平台后再给Cgd充电）。
由于这个时辰源级和漏级间电压敏捷变更，外部电容响应敏捷充放电，这些电流脉冲会致使mos寄生电感发生很大感抗。这外面就有电容、电感、电阻构成震动电路（能构成2个回路），并且电流脉冲越强频次越高震动幅度越大，以是最关头的题目便是这个米勒平台若何过渡。
Gs极加电容，减慢mos管导通时候，有助于减小米勒振荡。避免mos管销毁。
过快的充电会致使剧烈的米勒震动，但过慢的充电虽减小了震动，但会耽误开关从而增添开关消耗。Mos守旧进程源级和漏级间等效电阻相称于从无限大电阻到阻值很小的导通内阻（导通内阻普通高压mos只需几毫欧姆）的一个转变进程。
比方一个mos最大电流100a，电池电压96v，在守旧进程中，有那末一刹时（刚进入米勒平台时）mos发烧功率是P=V*I(此时电流已达最大，负载还不跑起来，一切的功率都下降在MOS管上)，P=96*100=9600w！这时候候辰它发烧功率最大，而后发烧功率敏捷下降直到完整导通时功率变成100*100*0.003=30w（这里假定这个mos导通内阻3毫欧姆），开关进程中这个发烧功率变更是惊人的。
若是守旧时候慢，象征着发烧从9600w到30w过渡的慢，mos结温会下降的利害。以是开关越慢，结温越高，轻易烧mos。为了不烧mos，只能下降mos限流或下降电池电压。比方给它限定50a或电压下降一半成48v，如许开关发烧消耗也下降了一半，不烧管子了。
这也是高压控轻易烧管子缘由，高压节制器和高压的只需开关消耗不一样（开关消耗和电池端电压根基成反比，假定限流一样），导通消耗完整受mos内阻决议，和电池电压没任何干系。
实在全部mos守旧进程很是庞杂。外面变量太多。总之便是开关慢不轻易米勒震动，但开关消耗大，管子发烧大，开关速率快现实上开关消耗低（只需能有用按捺米勒震动）。可是常常米勒震动很利害（若是米勒震动很严重，能够在米勒平台就烧管子了），反而开关消耗也大，并且上臂mos震动更有能够引发下臂mos误导通，构成高低臂短路。
以是这个很磨练设想师的驱动电路布线和主回路布线手艺。终究便是找个均衡点（普通守旧进程不跨越1us）。守旧消耗这个最简略，只和导通电阻成反比，想大电流低消耗找内阻低的。
以datasheet举例申明：栅极电荷；Qgs, Qgd：
Qgs：指的是栅极从0v充电到对应电流米勒平台时总充入电荷（现实电流差别，这个平台高度差别，电流越大，平台越高，这个值越大）。这个阶段是给Cgs充电（也相称于Ciss，输出电容）。
Qgd：指的是全部米勒平台的总充电电荷（在这称为米勒电荷）。这个进程给Cgd（Crss，这个电容跟着gd电压差别敏捷变更）充电。
开关过冲中，mos首要发烧区间是粗白色标注的阶段。从Vgs起头跨越阈值电压，到米勒平台竣事是首要发烧区间。此中米勒平台竣事后mos根基完整翻开这时候候辰消耗是根基导通消耗（mos内阻越低消耗越低）。
阈值电压前，mos不翻开，几近没消耗（只需泄电流引发的一点消耗）。此中又以白色拐弯处所消耗最大（Qgs充电快要竣事，快到米勒平台和刚进入米勒平台这个进程发烧功率最大（更粗线表现）。
以是必然充电电流下，白色标注区间总电荷小的管子会很快渡过，如许发烧区间时候就短，总发烧量就低。以是现实上挑选Qgs和Qgd小的mos管能疾速率过开关区。
导通内阻：Rds（on）；这个耐压必然环境下是越低越好。不过差别厂家标的内阻是有差别测试前提的。测试前提差别，内阻丈量值会不一样。统一管子，温度越高内阻越大（这是硅半导体资料在mos制作工艺的特征，转变不了，能稍改良）。以是大电流测试内阻会增大（大电流下结温会明显下降），小电流或脉冲电流测试，内阻下降（由于结温不大幅下降，没热堆集）。
有的管子标称典范内阻和你本身用小电流测试几近一样，而有的管子本身小电流测试比标称典范内阻低良多（由于它的测试规范是大电流）。固然这里也有厂家标注不严酷题目，不要完整信任。以是挑选规范是：找Qgs和Qgd小的mos管，并同时合适低内阻的mos管。
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