当我上学时,我们有一些基本的电路设计之类的东西。我知道这是个坏主意:
模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图
由于电流几乎肯定不会在这三个保险丝上均匀地流动。但是我已经看到使用并联晶体管和MOSFET的多个电路,如下所示:
电流如何流过这些?是否保证流量均等?如果我有三个MOSFET,每个MOSFET都能处理1 A的电流,我是否可以在不油炸MOSFET之一的情况下汲取3 A的电流?
当我上学时,我们有一些基本的电路设计之类的东西。我知道这是个坏主意:
模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图
由于电流几乎肯定不会在这三个保险丝上均匀地流动。但是我已经看到使用并联晶体管和MOSFET的多个电路,如下所示:
电流如何流过这些?是否保证流量均等?如果我有三个MOSFET,每个MOSFET都能处理1 A的电流,我是否可以在不油炸MOSFET之一的情况下汲取3 A的电流?
Answers:
MOSFET有点不寻常,因为如果您将其中的几个并联连接,它们将很好地分担负载。本质上,当您打开晶体管时,每个晶体管的导通电阻和电流都会略有不同。那些载有更多电流的二极管会发热更多,并增加导通电阻。然后重新分配电流。如果切换足够慢以至于无法发生加热,那么它将提供自然的负载平衡效果。
现在,自然的负载平衡并不完美。您仍然最终会遇到一些失衡。多少将取决于晶体管的匹配程度。一个管芯上的几个晶体管会比单独的晶体管好,而相同批次,相同批次或经过测试并与类似晶体管匹配的晶体管将有所帮助。但是,作为一个非常粗糙的数字,我希望您能够使用三个1A MOSFET切换大约2.5A。在实际电路中,明智的做法是查看制造商的数据表和应用笔记,以了解他们的建议。
另外,该电路并不是您想要的。使用N型MOSFET进行低侧开关会更好。或者,如果您想坚持使用高端开关,请购买一些P型MOSFET。您还将需要适当放置的电阻器,以确保在打开开关时门不会浮动。
请注意,MOSFET甚至在单器件规模上也依赖于相等的电流分布。与将通道表示为源极和漏极之间的线的理论模型不同,实际器件倾向于将通道区域分布在裸片上以增加最大电流:
(通道区域按六边形分布。图片是从这里拍摄的)
可以将部分通道视为并联连接的单独的MOSFET。由于@Jack B所述的自然负载平衡效应,通道部分的电流分布接近均匀。
他们的“摘要”(添加了重点):
- 使用单独的栅极电阻器可以消除寄生振荡的风险。
- 确保并联的设备具有紧密的热耦合。
- 均衡公共电源电感并将其减小到一个不会在工作频率上影响总开关损耗的值。
- 将杂散电感减小到在最大工作电流下可提供可接受的过冲的值。
- 确保MOSFET的栅极正进入一个具有尽可能小的阻抗的刚性(电压)源。
- 栅极驱动电路中的齐纳二极管可能会引起振荡。需要时,应将它们放在栅极去耦电阻的驱动器侧。
- 栅极驱动电路中的电容器会减慢开关速度,从而增加器件之间的开关不平衡并可能引起振荡。
- 紧凑的布局可最大程度地减少杂散组件,并通过对称的组件位置和连接路径使杂散组件均衡。