浅析MOS管封装选取的准则

2018-11-19 15:21:57 3236 MOS管

0 　　一、温升和热设计是选取封装最基本的要求　　不同的封装尺寸具有不同的热阻和耗散功率，除了考虑系统的散热条件和环境温度，如是否有风冷、散热器的形状和大小限制、环境是否封闭等因素，基本原则就是在保证功率MOS管的温升和系统效率的前提下，选取参数和封装更通用的功率MOS管。　　二、系统的尺寸限制　　有些电子系统受制于PCB的尺寸和内部的高度，如通信系统的模块电源由于高度的限制通常采用DFN56、DFN33的封装；在有些ACDC的电源中，使用超薄设计或由于外壳的限制，装配时TO220封装的功率MOS管脚直接插到根部，高度的限制不能使用TO247的封装。有些超薄设计直接将器件管脚折弯平放，这种设计生产工序会变复杂。　　三、公司的生产工艺　　TO220有二种封装：裸露金属的封装和全塑封装，裸露金属的封装热阻小，散热能力强，但在生产过程中，需要加绝缘坠，生产工艺复杂成本高，而全塑封装热阻大，散热能力弱，但生产工艺简单。　　为了减小锁螺丝的人工工序，近几年一些电子系统采用夹子将功率MOS管夹在散热片中，这样就出现了将传统的TO220上部带孔的部分去除的新的封装形式，同时也减小的器件的高度。　　四、成本控制　　在台式机主板、板卡等一些对成本极其敏感的应用中，通常采用DPAK封装的功率MOS管，因为这种封装的成本低。　　因此在选择功率MOS管的封装时，要结合自己公司的风格和产品的特点，综合考虑上面因素。　　五、选取耐压BVDSS 　　在大多数情况下，因为设计的电子系统输入电压是相对固定的，公司选取特定的供应商的一些料号，产品额定电压也是固定的。　　数据表中功率MOS管的击穿电压BVDSS有确定的测试条件，在不同的条件下具有不同的值，而且BVDSS具有正温度系数，在实际的应用中要结合这些因素综合考虑。　　很多资料和文献中经常提到：如果系统中功率MOS管的VDS的最高尖峰电压如果大于BVDSS，即便这个尖峰脉冲电压的持续只有几个或几十个ns，功率MOS管也会进入雪崩从而发生损坏。　　不同于三极管和IGBT，功率MOS管具有抗雪崩的能力，而且很多大的半导体公司功率MOS管的雪崩能量在生产线上是全检的、100%检测，也就是在数据中这是一个可以保证的测量值，雪崩电压通常发生在1.2～1.3倍的BVDSS，而且持续的时间通常都是μs、甚至ms级，那么持续只有几个或几十个ns、远低于雪崩电压的尖峰脉冲电压是不会对功率MOS管产生损坏的。　　六、由驱动电压选取VTH 　　不同电子系统的功率MOS管选取的驱动电压并不相同，AC/DC电源通常使用12V的驱动电压，笔记本的主板DC/DC变换器使用5V的驱动电压，因此要根据系统的驱动电压选取不同阈值电压VTH的功率MOS管。　　数据表中功率MOS管的阈值电压VTH也有确定的测试条件，在不同的条件下具有不同的值，VTH具有负温度系数。不同的驱动电压VGS对应着不同的导通电阻，在实际的应用中要考虑温度的变化，既要保证功率MOS管完全开通，同时又要保证在关断的过程中耦合在G极上的尖峰脉冲不会发生误触发产生直通或短路。 0
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