如何选择线稳压电路的MOSFET.doc

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1、如何选择线性稳压电路的MOSFET前言选择线性稳压电路的金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET，(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)有许多的重要考虑，本文将简介使用MOSFET之线性稳压电路、计算线性稳压电路中MOSFET的消耗功率，并从MOSFET规格表中找出最小所需之闸极-源极电压，以及计算MOSFET最大所需导通电阻值与MOSFET内部半导体接面温度，并有设计实例做为参考。使用MOSFET之线性稳压电路简介图1线性稳压电路线路图“Vou

2、t”为额定输出电压、“Vin”为额定输入电压、“Iout”为额定输出电流、“Vgate”为从控制芯片输出之闸极电压计算线性稳压电路中MOSFET的消耗功率MOSFET的总消耗功率(Pdis)Pdis=(Vin-Vout)*Iout从MOSFET规格表中找出最小所需之闸极-源极电压首先我们要确定最大额定输出电流值，对照转换特性图(transfercharacteristics)找出最小所需之闸极-源极电压，便可查询控制芯片输出电压是否大于最小所需之闸极电压。计算MOSFET最大所需导通电阻值假设最大所需导通

3、电阻值表示为Rds(on)maxRds(on)max=(Vin-Vout)/Iout若MOSFET工作时的导通电阻小于最大所需导通电阻值Rds(on)max则此MOSFET为堪用组件。计算MOSFET内部半导体接面温度参考MOSFT外壳温度(Tc)计算出MOSFET内部半导体接面温度(Tj)Tj=Tc+(Rth(JC)*Pdis)　　Tj为MOSFET内部半导体接面温度，Tc为MOSFET接着平面的温度，Rth(jc)为接面至表面热阻系数，要注意的是部份温度量测仪器不可直接接触带电物体。设计实例设计规格说

4、明Vin=2.8V,Vout=2.5V,Iout=10A,MOSFET:InfineonTechnologiesIPD13N03LA(25VMOSFET包装为DPAK)MOSFET的总消耗功率(Pdis)Pdis=(Vin-Vout)*Iout=(2.8-2.5)*10=3(watt)从MOSFET规格表中找出最小所需之闸极-源极电压，由下图可得知最小所需之闸极-源极电压为3.3伏特。　图2　计算MOSFET最大所需导通电阻值　Rds(on)max=(Vin-Vout)/Iout=(2.8-2.5)/10

5、=30(mΩ)图3　图3中的蓝色实线表示最大额定输出电流为10安培，而红色实线表示导通电阻值为60milli-Ω，其值大于30milli-Ω，故不适用。绿色实线表示导通电阻值为30milli-Ω，故紫色虚线区域为安应用区。而导通电阻值为30milli-Ω时对应至闸-源极最小电压为3.65伏特。输出电压为2.5伏特且闸-源极最小电压为3.65伏特，由以下计算可得知闸极电压必需大于6.15伏特。Vgs=Vg-Vs=Vg–2.5.SoVg=Vgs+2.5=6.15(V)---最小所需之闸极电压参考MOSFT外壳

6、温度(Tc)计算出MOSFET内部半导体接面温度(Tj)　图4　若设定Tc为70℃而且Pdis为3watt，于图4中可得知Rth(jc)为3.2K/W。Tj=Tc+(Rth(JC)*Pdis)=70+(3.2*3)=79.6oC结论基于以上说明，我们可以得知MOSFET的最大额定汲极电流(ID)必须大于输出额定电流，脉波信号控制芯片的输出至闸极之电压准位必须大于最小所需闸极-源极电压，MOSFET的表面温度与内部接面温度是相关联的。若降低接面温度则同样条件下，其内部接面温度亦会下降。降低表面温度的方法有二

7、种。第一为于PCB板上预留较多空间于MOSFET周围，使其较易散。另一方法为降低输出端与输入端之电压差，以降低功率损耗，进而降低MOSFET表面温度。（作者任职台湾英飞凌科技有限公司）