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MOSFET达到阈值电压,就能当低阻开关使用吗?

把阈值测试、导通电阻测试和实际门源驱动条件分开,避免用一个VGS(th)数字代替开关选型。

· 活库增长编辑

在MOSFET资料里看到一个不高的阈值电压,容易产生直觉:控制信号超过这个值,器件就能像低阻开关一样工作。对常见增强型MOSFET,这个判断还缺少条件。阈值是在规定测试电流等条件下测得的栅源电压,不能独自回答实际负载下的导通电阻。

三个条件要分别核对。原创选型阅读示意,不是某颗MOSFET的实测曲线或接线方案。

图片来源:活库增长编辑 / 本稿原创示意(非实拍)

原创选型阅读示意,不是某颗MOSFET的实测曲线或接线方案。

01 阈值电压首先是一个带条件的参数

查VGS(th)时,应把测试电流、电压及温度条件一起看。数据手册的典型值、范围和测试条件各有意义,不应只摘出一个数字作为统一驱动要求。

TI的SLPA021应用资料将栅源阈值与导通电阻对应的栅源电压分开说明。其具体器件例子在较小测试电流下定义阈值,而导通电阻是在另一组条件下给出。这个例子用来解释参数用途,不意味着所有MOSFET使用相同测试电流或阈值。

“开始有电流”和“在目标负载下达到所需低电阻”回答的是不同问题。本文聚焦增强型器件的选型阅读方法,不把结论外推为全部类型的统一开关规则。

02 看导通电阻时,也要看测试条件

需要将MOSFET用作开关时,应查RDS(on)表格对应的VGS、漏极电流和温度等条件,确认实际设计能否覆盖所需条件。不能因为实际驱动高于阈值,就直接采用手册里在另一驱动电压下给出的电阻值。

以TI的CSD18541F5资料为阅读例子,阈值和导通电阻分别列在电气特性中,导通电阻对应不同栅源电压。本文不把该型号作为活库现货推荐,也不据此给出任何板卡的驱动结论。

查看典型曲线可以帮助理解变化趋势,但曲线与保证值的用途不同。记录选型依据时,把表格条件、曲线条件和项目实际条件分别写清,资料未覆盖的部分保留待验证。

03 核对的是门源电压,而不是只看控制器输出

VGS表示栅极相对源极的电压。控制器输出相对地的电压,与MOSFET实际得到的门源电压并不总是同一个问题,具体关系取决于电路实现。

因此,除了逻辑电平,还要核对驱动方式、源极参考及工作过程中条件是否变化。由具备相应能力的工程人员选择合适的测量方法,保留测点和工作状态;本文不提供具体接线方案,也不建议为了降低电阻而无条件提高栅极电压。

达到所需导通条件时,仍应遵守器件规定的电气和热限制。动态开关还涉及栅极电荷、开关损耗等因素,不能只比较最低电阻,就宣称某颗器件适合全部应用。

04 把参数问题整理成可核对的选料要求

在候选清单里保留完整型号、驱动条件、实际负载及关键限制,说明哪些已有资料支持、哪些还需项目验证。若更换候选器件,重新核对相应条件,不因封装或阈值相近就视作可直接替代。

采购与工程可以共用这份要求,但分工仍要清楚:供货核对确认交付对象与交易条件,工程确认器件在项目中的适用性。取得某个型号,并不表示开关方案已经验证完成。

让本次需求更清楚

如需寻源已明确的器件,可通过活库提交采购需求,提供完整型号、数量与已确认要求,避免用单一阈值数字代替选型依据。

参考资料

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