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mosfet场效应mos管介绍

jf_35980271 来源:jf_35980271 作者:jf_35980271 2024-12-18 08:28 次阅读

导语

MOSFET是电路中非常常见的元件,常用于信号开关、功率开关、电平转换等各种用途。由于MOSFET的型号众多,应用面广,所以MOSFET的选型需要考虑的因素也比较多,许多工程师在选型时感觉无从下手。今天小编就来分享一下MOSFET的选型技巧。

我们以一个具体的项目来举例,现有一个直流有刷电机调速器项目。需要控制一个额定电压24V,额定电流2A的直流电机,实现调速。

选型的第一步,是要确定要用P沟道MOSFET还是N沟道MOSFET,这两种类型的MOSFET驱动电压是完全不同的。

P沟道的MOSFET由于制造工艺的原因,通常来说导通电阻会比N沟道的MOSFET大,也就意味着导通功耗会比较大。这个是选型的时候需要注意的地方。

一般来说,如果是低边开关应用,用N沟道MOSFET是首选,驱动方便,选型灵活。如果是高边开关应用,用P沟道MOSFET驱动比较简单,但导通电阻相对较大,价格相对较高。用N沟道MOSFET驱动比较复杂,一般需要额外电源或者是自举驱动。

在这个具体的案例中,我们选择用N沟道的MOSFET来实现电机驱动,电路如图所示

wKgZPGdiFQaAV2xfAABdHItyUoM645.png

N沟道MOSFET-在售常用型号

品牌 型号 封装/描述
佳讯电子SDJX) 2N7002 SOT-23
佳讯电子(SDJX) 3408 SOT-23
佳讯电子(SDJX) JX2302D SOT-23
佳讯电子(SDJX) JX2302A SOT-23
佳讯电子(SDJX) JX3400B SOT-23

在选择好了MOSFET类型之后,接下来就需要根据具体的参数来选型了。

1、选择MOSFET的耐压

MOSFET的耐压,一般根据负载的类型来考虑余量。比如是纯阻性负载,开关频率很低,那么余量可以小一些。如果是感性负载,或者是开关频率比较高,这种情况容易出现较大的感应电动势,需要考虑比较大的余量。我们这个案例中,24V控制电机,属于感性复杂,而且需要调速,则开关频率也比较高。所以选择30V以上耐压比较合适。

2、选择工作电流

选择工作电流,许多工程师都在这里踩过大坑。这里需要注意,MOSFET规格书标称的电流值是在理想状况下才能达到的值,不能作为选型时直接使用。通常用于功率开关,电流比较大的MOSFET,在选型时都是以导通电阻来考虑的。比如我们这次需要的实际工作电流是2A,假设选择导通电阻为100mR的MOSFET,则在MOSFET上的散耗功率是2*2*0.1=0.4W。如果是比较小的封装,散热条件不太好的话,那么这个发热就比较严重了。我们暂定导通电阻在100mR以下。

3、选择开关性能

MOSFET虽然是电压控制元件,但由于Cgs等结电容的存在,对驱动电流还是有要求的。驱动效果决定了MOSFET开关过程中的损耗。在驱动能力一定的情况下,选择结电容(栅极电荷)越小的MOSFET,则开关损耗越小。

4、选择封装

封装的选择,首先是由项目本身的安装形式,散热条件来定。比如这次我们计划选择TO-220封装,采用铝散热片。那么从这个反推导通电阻的选择,TO-220在有散热片的情况下,可以达到好几瓦的散耗功率,因此0.4W的功率是完全能够承受的。

以上就是一个MOSFET的基本选型过程了,希望通过本文的介绍,能为相关领域的技术人员提供有益的参考。如果您有任何疑问或经验分享,欢迎在评论区留言交流!我们始终致力于为大家带来更多有趣和实用的内容,敬请期待!


审核编辑 黄宇

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