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一粒金砂(高级)

MOSFET的开关电压Vgs [复制链接]

 

如题。请问一下,MOSFET的手册里面哪个参数能看的出来,当其作为开关管,完全打开的时候,Vgs的电压?

同事跟我讲,默认12V大多数都可以完全打开(NMOS)。低于12V就有点悬,MOS打开不完全,会导致Rds的电阻过大,MOS管发热。所以他现在设计的电路图,基本上都是12V打开MOS管。举个例子,如下图

此帖出自模拟电子论坛
12V开关MOS.png

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MOS管完全打开当然是看Id是否最大值

同事说的有一定道理。

但是要根据MOS管的手册数据看。

以楼主的图中的小功率MOS管2N7002来说

 


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做MOS管2n7002小功率的厂商也多,

随便找一个NXP的

看它的内阻的参数

Rds


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Rdson内阻是MOS管导通时的D和S之间的内阻,会产生压降,按照欧姆定理,越小越好。
D和S间电流Id最大时完全导通。
所截图的是2N7002手册,
图中,Vgs=10V ,电流最大,完全导通,Rds为5欧,电流ID是500毫安,产生压降是2.5V。


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但是,在Vgs=4.5V 的时候,Id=75mA,相比应该是没有完全导通,这时的内阻Rds=5.3欧,因为没有完全导通,所以压降Vds=0.4最小

image-20201111220923-1.png
image-20201111221104-2.png

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也就是,使用MOS管的时候,不考虑ID的过电流大小,即在信号控制的电路中,只考虑导通压降即可的情况下,不一定非要很高的Vgs,要根据自己的电路进行,能有小的导通压降就行时即可进行信号的开启,小功率MOS管中这个2N7002是经常用于信号开关控制的地方。

电源电路中的大功率MOS管,需要最大的ID时,要完全导通的MOS管时,确实要使用的MOS管手册Vgs大一点好。

 

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明白了,谢谢老师,讲解很详细。要根据实际使用情况来确定Vgs,以此得到合适的Rds和Id。  详情 回复 发表于 2020-11-12 10:23

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本帖最后由 qwqwqw2088 于 2020-11-11 22:34 编辑

1楼所说高于12V,按NXP的2N7002的手册看,也没有必要用12V
image-20201111223252-1.png

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如下图,2N7002的Vgs,Rds,Id之间的曲线图。这三者之间没有必然的联系吧?  详情 回复 发表于 2020-11-12 11:07

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460.png 上面是IRF460管说明书的一部分。注意红色框内导通电压的测试条件为漏极电流250uA。250uA是很小的电流,所以导通电压是MOS管开始导通的电压。

红色框内另一个参数是跨导。该参数表示一定条件下单位门极电压变化可以使漏极电流产生多大变化。该型号MOS管跨导最小为13S(西门子),即门极电压变化1V,可以使漏极电流产生13A变化。

那么,要使漏极电流达到60A(该型号MOS管脉冲漏极电流允许84A),门极电压应该达到60A/13S+4V=8.6V,其中4V是导通电压。为可靠起见,再打上一些富余量,门极电压应该达到10V左右。

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多谢老师了,学到了跨导这个参数了  详情 回复 发表于 2020-11-12 11:10

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红色框上面那两行,测试条件就是门极电压为10V。这也说明该型号管子 “完全导通” 时门极电压应该达到10V。

你的同事说要达到12V,无非是富余量取得更大一些。

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老师,2N7002的gfs为80ms。最大的持续Id是0.115A,Vgs-th是2.5V。按照这样来算,0.115A/0.08S+2.5V=3.75V。都不需要10V就到了最大的电流。但是手册里面的曲线图不是这样的结论  详情 回复 发表于 2020-11-12 11:28

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qwqwqw2088 发表于 2020-11-11 22:27 也就是,使用MOS管的时候,不考虑ID的过电流大小,即在信号控制的电路中,只考虑导通压降即可的情况下,不 ...

明白了,谢谢老师,讲解很详细。要根据实际使用情况来确定Vgs,以此得到合适的Rds和Id。


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当然,9楼所说,仅仅是对某一型号的功率MOS管。对其它型号功率MOS管,还要看该型号MOS管具体参数。


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本帖最后由 平漂流 于 2020-11-12 11:21 编辑
qwqwqw2088 发表于 2020-11-11 22:32 1楼所说高于12V,按NXP的2N7002的手册看,也没有必要用12V

如下图,2N7002的Vgs,Rds,Id之间的曲线图。这三者之间没有必然的联系吧?还有,2N7002的手册里面Id的持续电流最大是0.1A,这两个图的测试曲线,都远超了0.1A。所以这个怎么看

2N7002的Vgs与Id.png
2N7002的Vgs与Rds.png

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两图右上角都有标注:Pulsed,表明是在脉冲情况下测试的,所以电流可以远超0.1A。  详情 回复 发表于 2020-11-12 14:42

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maychang 发表于 2020-11-12 08:47 上面是IRF460管说明书的一部分。注意红色框内导通电压的测试条件为漏极电流250uA。250uA是很小的电流,所以 ...

多谢老师了,学到了跨导这个参数了


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maychang 发表于 2020-11-12 08:51 红色框上面那两行,测试条件就是门极电压为10V。这也说明该型号管子 “完全导通” 时门极电压应 ...

老师,2N7002的gfs为80ms。最大的持续Id是0.115A,Vgs-th是2.5V。按照这样来算,0.115A/0.08S+2.5V=3.75V。都不需要10V就到了最大的电流。但是手册里面的曲线图不是这样的结论

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“最大的持续Id是0.115A” 不能用持续电流来计算。漏极电流在脉冲形式,可以远超过持续电流,当然,只能存在非常短时间。  详情 回复 发表于 2020-11-12 11:57

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平漂流 发表于 2020-11-12 11:28 老师,2N7002的gfs为80ms。最大的持续Id是0.115A,Vgs-th是2.5V。按照这样来算,0.115A/0.08S+2.5V=3.75V ...

“最大的持续Id是0.115A”

不能用持续电流来计算。漏极电流在脉冲形式,可以远超过持续电流,当然,只能存在非常短时间。

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另外,不同型号管子的参数不同。你用的是2N7002,那当然要根据该型号说明书来计算。 还有,跨导也不是一个常数,是随漏极电流等等而变化的。 具体到该型号管子,从你12楼后一图中曲线看,要使导通电阻足够小,  详情 回复 发表于 2020-11-12 12:01

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maychang 发表于 2020-11-12 11:57 “最大的持续Id是0.115A” 不能用持续电流来计算。漏极电流在脉冲形式,可以远超过持续电流 ...

另外,不同型号管子的参数不同。你用的是2N7002,那当然要根据该型号说明书来计算。

还有,跨导也不是一个常数,是随漏极电流等等而变化的。

具体到该型号管子,从你12楼后一图中曲线看,要使导通电阻足够小,门极电压也需要达到6V甚至9V。


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平漂流 发表于 2020-11-12 11:07 qwqwqw2088 发表于 2020-11-11 22:32 1楼所说高于12V,按NXP的2N7002的手册看,也没有必要用12V 如 ...

两图右上角都有标注:Pulsed,表明是在脉冲情况下测试的,所以电流可以远超0.1A。


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