為具體應(yīng)用恰當(dāng)?shù)倪x擇MOSFET的技巧

鑒于MOSFET技術(shù)的成熟，為設(shè)計(jì)選擇一款MOSFET表面上看是十分簡(jiǎn)單的事情。雖然工程師都熟諳MOSFET數(shù)據(jù)手冊(cè)上的品質(zhì)因數(shù)，但為了選擇出合適的MOSFET，工程師必需利用自己的專業(yè)知識(shí)對(duì)各個(gè)具體應(yīng)用的不同規(guī)格進(jìn)行全面仔細(xì)的考慮。例如，對(duì)于服務(wù)器電源中的負(fù)載開關(guān)這類應(yīng)用，由于MOSFET基本上一直都是處于導(dǎo)通狀態(tài)，故MOSFET的開關(guān)特性無(wú)關(guān)緊要，而導(dǎo)通阻抗(RDS(ON))卻可能是這種應(yīng)用的關(guān)鍵品質(zhì)因數(shù)。然而，仍然有一些應(yīng)用，比如開關(guān)電源，把MOSFET用作有源開關(guān)，因此工程師必須*估其它的MOSFET性能參數(shù)。下面讓我們考慮一些應(yīng)用及其MOSFET規(guī)格參數(shù)的優(yōu)先順序。

MOSFET最常見的應(yīng)用可能是電源中的開關(guān)元件，此外，它們對(duì)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(gè)并行電源，以支持N+1 冗余與持續(xù)工作 (圖 1)。各并行電源平均分擔(dān)負(fù)載，確保系統(tǒng)即使在一個(gè)電源出現(xiàn)故障的情況下仍然能夠繼續(xù)工作。不過(guò)，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(gè)電源的故障不會(huì)影響到其它的電源。在每個(gè)電源的輸出端，有一個(gè)功率MOSFET可以讓眾電源分擔(dān)負(fù)載，同時(shí)各電源又彼此隔離 。起這種作用的MOSFET 被稱為ORingFET，因?yàn)樗鼈儽举|(zhì)上是以 OR 邏輯來(lái)連接多個(gè)電源的輸出。

用于針對(duì)N+1冗余拓?fù)涞牟⑿须娫纯刂频腗OSFET

圖1：用于針對(duì)N+1冗余拓?fù)涞牟⑿须娫纯刂频腗OSFET。

在ORing FET應(yīng)用中，MOSFET的作用是開關(guān)器件，但是由于服務(wù)器類應(yīng)用中電源不間斷工作，這個(gè)開關(guān)實(shí)際上始終處于導(dǎo)通狀態(tài)。其開關(guān)功能只發(fā)揮在啟動(dòng)和關(guān)斷，以及電源出現(xiàn)故障之時(shí) 。

相比從事以開關(guān)為核心應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員，ORing FET應(yīng)用設(shè)計(jì)人員顯然必需關(guān)注MOSFET的不同特性。以服務(wù)器為例，在正常工作期間，MOSFET只相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體。因此，ORing FET應(yīng)用設(shè)計(jì)人員最關(guān)心的是最小傳導(dǎo)損耗。

低RDS(ON) 可把BOM及PCB尺寸降至最小

一般而言，MOSFET 制造商采用RDS(ON) 參數(shù)來(lái)定義導(dǎo)通阻抗；對(duì)ORing FET應(yīng)用來(lái)說(shuō)，RDS(ON) 也是最重要的器件特性。數(shù)據(jù)手冊(cè)定義RDS(ON) 與柵極 (或驅(qū)動(dòng)) 電壓 VGS 以及流經(jīng)開關(guān)的電流有關(guān)，但對(duì)于充分的柵極驅(qū)動(dòng)，RDS(ON) 是一個(gè)相對(duì)靜態(tài)參數(shù)。例如，飛兆半導(dǎo)體 FDMS7650 的數(shù)據(jù)手冊(cè)規(guī)定，對(duì)于10V 的柵極驅(qū)動(dòng)，最大RDS(ON) 為0.99 mΩ。

若設(shè)計(jì)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(jì)中，每個(gè)電源常常需要多個(gè)ORing MOSFET并行工作，需要多個(gè)器件來(lái)把電流傳送給負(fù)載。在許多情況下，設(shè)計(jì)人員必須并聯(lián)MOSFET，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(gè)負(fù)載單獨(dú)的阻抗值。比如，兩個(gè)并聯(lián)的2Ω 電阻相當(dāng)于一個(gè)1Ω的電阻 。因此，一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)低RDS(ON) 值的MOSFET，具備大額定電流，就可以讓設(shè)計(jì)人員把電源中所用MOSFET的數(shù)目減至最少。