比較用于電力電子的最佳 MOSFET

比較用于電力電子的最佳 MOSFET 

在一系列應(yīng)用中，MOSFET 是一些最重要的組件，涉及穩(wěn)定的功率傳輸、快速開關(guān)和低損耗。特別是，分立 MOSFET 在電機(jī)控制、功率調(diào)節(jié)、特殊邏輯、大功率放大器、照明和其他需要高電流消耗和低損耗的系統(tǒng)中發(fā)揮著主要作用。 如果你開始環(huán)顧組件市場，你會(huì)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)半導(dǎo)體制造商提供的多種組件選項(xiàng)。

盡管我們很想認(rèn)為有一個(gè) MOSFET 對所有事物都適用，但客觀上并沒有對每個(gè)系統(tǒng)都適用的“最佳”MOSFET。一些 MOSFET 針對特定的產(chǎn)品、應(yīng)用或行業(yè)。 

       比較最好的MOSFET

       如果你正在為你的新電子設(shè)備尋找最佳的 MOSFET 選項(xiàng)，比較合適的尺寸，有幾個(gè)參數(shù)可用于比較 MOSFET，從基本電氣參數(shù)到高頻性能。首先，我們將了解一般適用于 MOSFET 的基本電氣規(guī)格，我們將了解在專業(yè)應(yīng)用中很重要的更高級的性能指標(biāo)。

基本電氣規(guī)格

以下是為系統(tǒng)選擇最佳 MOSFET 時(shí)要考慮的一些重要電氣規(guī)格。

電流限制：這可能是最常用于選擇最佳 MOSFET 的一種規(guī)格。如果在某個(gè)導(dǎo)通電阻下超過電流限制，通道中的散熱會(huì)加速，元件會(huì)很快失效。

導(dǎo)通電阻：這是電流限制的對應(yīng)物。導(dǎo)通狀態(tài)電阻將決定通道中耗散的功率量以及組件是否能夠承受大電流。

溫度限制：這只是量化可靠性的另一種方法。如果 MOSFET 的結(jié)溫超過額定值，它們幾乎會(huì)立即失效，因此該規(guī)范在高可靠性系統(tǒng)中至關(guān)重要。

增強(qiáng)與耗盡模式：這只是確定如何調(diào)制柵極以使 MOSFET 在工作期間打開或關(guān)閉。

擊穿電壓：這只是說明將體二極管驅(qū)動(dòng)到反向偏置所需的電壓。這些電壓往往相當(dāng)高，但它們在可能以負(fù)極性運(yùn)行的高功率系統(tǒng)中仍然很重要。

上升時(shí)間：對于開關(guān)應(yīng)用，例如開關(guān)轉(zhuǎn)換器，上升時(shí)間是一個(gè)重要的考慮因素。當(dāng)使用 PWM 脈沖驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)時(shí)，上升時(shí)間應(yīng)短于傳送到柵極的脈沖。

使用 MOSFET 進(jìn)行過度設(shè)計(jì)是可以的，尤其是在芯片短缺的情況下。例如，您始終可以接受較低的通態(tài)電阻以確保通道中的低功率損耗和散熱，并且您始終可以接受較高的額定電流以實(shí)現(xiàn)可靠性。隨著組件短缺似乎從一個(gè)組件類別轉(zhuǎn)移到另一個(gè)組件類別，您永遠(yuǎn)無法判斷您首選的通孔 MOSFET 何時(shí)會(huì)突然供不應(yīng)求。

更高級的性能指標(biāo)

上面列出的要點(diǎn)非常適合僅需要硅上通用組件的低頻、低功耗系統(tǒng)。然而，隨著涉及射頻功率產(chǎn)品的新應(yīng)用迅速成為標(biāo)準(zhǔn)，并且可靠性成為某些行業(yè)的主要關(guān)注點(diǎn)，其他指標(biāo)變得非常重要，并將成為選擇最佳 MOSFET 的基礎(chǔ)。

材料平臺(tái)：硅是絕大多數(shù)集成電路的首選材料，但其他平臺(tái)更適合高級應(yīng)用。這里重要的是低損耗頻率范圍和熱導(dǎo)率是材料平臺(tái)的功能。GaAs、SiC 和 GaN 等替代品都為更高頻率的給定功率輸出提供了更高的熱導(dǎo)率。

輸入和輸出電容：在實(shí)際的無線頻率或超快速數(shù)字系統(tǒng)中，電容變得很重要，因?yàn)樗鼤?huì)改變輸入阻抗并限制組件的帶寬。在非常高的頻率 (mmWave) 下，輸入和輸出電容會(huì)形成一個(gè)意想不到的反饋回路，從而允許功率在一個(gè)噪聲被放大的閉環(huán)中流動(dòng)。

溫度系數(shù)：設(shè)計(jì)高可靠性系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮多個(gè)溫度系數(shù)值。這些系數(shù)在精密測量和電光（例如精密激光雷達(dá)成像）等應(yīng)用中也很重要。

電感：晶體管作為電路沒有電感，電感來自封裝。封裝中的寄生電感來自焊盤/柱和管芯之間的電引線。該值應(yīng)盡可能低，以確保在高頻下的理想行為。

替代材料非常重要，因?yàn)樗鼈冎С旨磳⒌絹淼募夹g(shù)，如 5G 和大功率雷達(dá)，以及軟件定義無線電等特殊應(yīng)用。雖然技術(shù)上不是 MOSFET，但更多此類 FET 組件選項(xiàng)正在進(jìn)入市場，并且預(yù)計(jì)只會(huì)繼續(xù)增長。

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