MOSFET可用作开关或放大器。无论何种应用,都存在导通损耗。让我们探讨一下导通损耗的含义以及如何计算MOSFET导通损耗。在非开关应用中工作时,导通损耗是MOSFET功率耗散的主要因素。即使在开关应用中,导通损耗仍然非常大,必须仔细考虑才能实现稳健的设计。什么是导通损耗 在MOSFET电路中,导通损耗是指由漏极电流和导通电阻引起的功率损耗或功率耗散。它是MOSFET处于导通状态时的功率损耗。基本上,当VGS系列达到阈值要求,MOSFET导通,导通损耗生效。 如何使用数学方法计算MOSFET导通损耗 计算MOSFET导通损耗所涉及的参数是漏极电流(ID)和漏极到源极导通电阻(R(DSon)).导通损耗的方程式为 导通损耗=ID2*R(DSon) 式中: ID–漏极电流 R(DSon)–漏极至源极导通电阻 漏极电流是流向MOSFET漏极的电流。有两种方法可以计算漏极电流。首先是考虑最坏的情况。第二种是瞄准典型值。最坏情况下的漏极电流很重要,这样MOSFET就不会过应力。另一方面,典型值更现实地用于计算电路的效率。最差的漏极电流将产生最差的导通损耗,而典型的漏极电流将产生典型的导通损耗。 最坏漏极电流 要说明如何推导出最坏情况下的漏极电流或最大漏极电流,请参阅下面的简单MOSFET电路。为了获得最大的漏极电流,忽略MOSFETM1在导通状态下的压降。考虑VDD的最大值。VDD是一种电源,所有电源都有电压变化。例如,电压变化为5%,这意味着VCC可能会增加到比其典型值高5%的水平。 典型值是额定值或通常值或设计值。 然后,考虑Rdrain的最小值。Rdrain是一个电阻,所有电阻都有公差。例如,公差为5%,这意味着电阻值可能比典型值高5%。 从数学上讲,最差的漏极电流由以下公式给出 IDmax=VDDmax/Rdrainmin 或 IDmax=VDD*(1+VDDtol)/[Rdrain*(1–Rdraintol)] 考虑到VDD=10V(+/-5%)和Rdrain=100Ω(+/5%)的给定值,最大漏极电流为 IDmax=10V*(1+0.05)/[100Ω*(1–0.05)]=10.5V/95Ω= 0.111A 典型值漏极电流 与最坏情况方法不同,典型的漏极电流将仅考虑典型值。它不会关心VDD和Rdrain公差。但是,它将考虑将典型的MOSFET漏极转换为源极导通电阻(R(DSon)). 典型的漏极电流由以下公式给出 IDtyp=VDDtyp/[Rdraintyp+R(DSon)typ] 假设R(DSon)的典型值为0.5Ω,则典型漏极电流为 IDtyp=VDDtyp/[Rdraintyp+R(DSon)typ]=10V/[100Ω+0.5Ω]= 0.0995A |