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MOS管應用時的選擇方法

      MOS管最常見的應用可能是電源中的開關元件,此外,它們對電源輸出也大有裨益。服務器和通信設備等應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負載,確保系統(tǒng)即使在一個電源出現故障的情況下仍然能夠繼續(xù)工作。不過,這種架構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負載,同時各電源又彼此隔離 。起這種作用的MOS管被稱為"ORing"FET,因為它們本質上是以 "OR" 邏輯來連接多個電源的輸出。 

      若設計人員試圖開發(fā)尺寸最小、成本最低的電源,低導通阻抗更是加倍的重要。在電源設計中,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載。在許多情況下,設計人員必須并聯MOS管,以有效降低RDS(ON)。需謹記,在 DC 電路中,并聯電阻性負載的等效阻抗小于每個負載單獨的阻抗值。比如,兩個并聯的2Ω 電阻相當于一個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,就可以讓設計人員把電源中所用MOS管的數目減至最少。 

      除了RDS(ON)之外,在MOS管的選擇過程中還有幾個MOS管參數也對電源設計人員非常重要。許多情況下,設計人員應該密切關注數據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應用中,首要問題是:在"完全導通狀態(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。若設計是實現熱插拔功能,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,因為始終導通的MOS管很容易發(fā)熱。另外,日漸升高的結溫也會導致RDS(ON)的增加。MOS管數據手冊規(guī)定了熱阻抗參數,其定義為MOS管封裝的半導體結散熱能力。RθJC的最簡單的定義是結到管殼的熱阻抗。細言之,在實際測量中其代表從器件結(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,在數據手冊中有描述。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。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明與PCB設計的關系,包括鍍銅的層數和厚度。

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