并聯(lián)MOSFET有何優(yōu)勢(shì)？MOSFET開關(guān)損耗是怎么回事

MOSFET將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象，通過(guò)這篇文章，小編希望大家可以對(duì)MOSFET的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、并聯(lián)MOSFET有何優(yōu)勢(shì)

與線性或非線性其他任何組件一樣，同一組件或電路網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)組件可以并聯(lián)連接。對(duì)于功率MOSFET，BJT或原理圖中的其他組件組也是如此。對(duì)于必須在兩個(gè)端子上供電的MOSFET等3端子設(shè)備，所涉及的配置可能不太直觀。下圖顯示了一個(gè)電源轉(zhuǎn)換器的示例，其中四個(gè)MOSFET在轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)并聯(lián)連接。

DC-DC轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)中并聯(lián)的四個(gè)功率MOSFET

請(qǐng)注意，每個(gè)MOSFET的柵極上都有一個(gè)小電阻（稍后我將解釋原因）。VG_PWM端口上還有一個(gè)來(lái)自同步驅(qū)動(dòng)器的柵極脈沖，用于同時(shí)切換每個(gè)MOSFET。換句話說(shuō)，這些MOSFET并非以級(jí)聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)；它們被驅(qū)動(dòng)使得它們?nèi)繉?dǎo)通并允許電流在同一時(shí)刻流動(dòng)。

以這種方式連接MOSFET的優(yōu)勢(shì)在于，每個(gè)MOSFET均可用于向負(fù)載提供較低的電流。換句話說(shuō)，假設(shè)每個(gè)MOSFET的導(dǎo)通狀態(tài)電阻相同，則總電流在每個(gè)MOSFET中平均分配。這允許每個(gè)功率MOSFET提供高電流，同時(shí)仍具有高電流裕度，從而減少了它們產(chǎn)生的熱量。

并聯(lián)功率MOSFET的典型分析中沒(méi)有包括兩點(diǎn)：MOSFET中的寄生效應(yīng)。寄生效應(yīng)已經(jīng)在實(shí)際組件中造成帶寬限制，濾波或諧振效應(yīng)。但是，當(dāng)我們有多個(gè)由高頻PWM信號(hào)并行驅(qū)動(dòng)的功率MOSFET時(shí)，它們的寄生效應(yīng)會(huì)相互影響，從而增加了開關(guān)期間產(chǎn)生不希望有的振蕩的可能性。然后，這將顯示為系統(tǒng)輸出上的故障，并可能導(dǎo)致受害MOSFET過(guò)熱。

二、?MOSFET開關(guān)損耗是怎么回事

?MOSFET的開關(guān)損耗主要包括開通過(guò)程和關(guān)斷過(guò)程中的能量損失。?

開通過(guò)程中的開關(guān)損耗

在開通過(guò)程中，MOSFET的柵極電荷特性起著關(guān)鍵作用。從t0時(shí)刻開始，柵源極間電容開始充電，柵電壓逐漸上升。在VGS電壓從0增加到開啟閾值電壓VTH前，漏極沒(méi)有電流流過(guò)。當(dāng)VGS電壓從VTH增加到米勒平臺(tái)電壓VGP時(shí)，漏極電流開始增加，但柵極電壓保持不變，直到漏極電流達(dá)到系統(tǒng)最大電流ID。這一過(guò)程中，主要的開關(guān)損耗發(fā)生在t2和t3時(shí)間段，即米勒平臺(tái)期間?。

關(guān)斷過(guò)程中的開關(guān)損耗

在關(guān)斷過(guò)程中，MOSFET的自然零電壓關(guān)斷特性使得關(guān)斷損耗較小。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)柵極電壓降低到低于漏極電壓時(shí)，MOSFET進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)漏極電流逐漸減小到零，而漏極電壓保持不變。由于關(guān)斷過(guò)程中沒(méi)有大的電流變化，因此關(guān)斷損耗相對(duì)較低?。

影響開關(guān)損耗的主要參數(shù)

?柵極電荷（Qg）?：柵極電容充電所需的能量與柵極電荷有關(guān)。使用更低的Vgs可以減少開關(guān)損耗?。

?導(dǎo)通電阻（RDS(on)）?：導(dǎo)通電阻越小，MOSFET在導(dǎo)通狀態(tài)下的功耗越低?。

?驅(qū)動(dòng)電阻（Rg）?：柵極電阻的大小也會(huì)影響開關(guān)損耗，較小的Rg可以減少開關(guān)時(shí)間，從而降低損耗?。

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