MOS管的栅极电荷参数直接影响驱动电路的设计。栅极电荷大的MOS管需要更大的驱动电流才能快速开关,这时候驱动电路的功率消耗也会增加。在便携式设备中,为了降低功耗,往往会选用栅极电荷小的MOS管,哪怕导通电阻稍大一些也可以接受;而在大功率设备中,栅极电荷的大小可能不是主要问题,更重要的是导通电阻和散热性能。计算驱动电路的功耗时,要考虑栅极电荷和开关频率的乘积,这个数值越大,驱动电路需要提供的功率就越高,必要时得单独为驱动电路设计散热措施。MOS管在充电桩电路中,能承受大电流还不易烧毁。用mos管搭的振荡电路
MOS管在虚拟现实设备的电源管理单元中,需要兼顾小型化和低噪声。VR头显内部空间非常紧凑,电源模块的体积受到严格限制,这就要求MOS管采用超小型封装,比如0603或0805规格的贴片器件。同时,VR设备对电源噪声特别敏感,哪怕是毫伏级的纹波都可能影响显示效果,导致画面闪烁或拖影。这时候MOS管的开关过程要足够平滑,避免产生陡峭的电压变化,驱动电路中通常会加入软开关技术,让电压和电流的变化率降低。调试时,用低噪声示波器测量电源输出纹波,确保符合设备的严格要求。用mos管搭的振荡电路MOS管在智能家居设备电源里,体积小还不占太多空间。
MOS管的封装引脚布局影响PCB设计的复杂度。在高频电路中,引脚之间的寄生电感和电容会对信号产生很大干扰,比如TO-263封装的MOS管,漏极和源极引脚之间的距离较近,寄生电容相对较大,在兆赫兹级别的开关电路中可能会出现额外的损耗。而DFN封装的MOS管由于没有引线引脚,寄生参数更小,非常适合高频应用,不过这种封装的焊接难度较大,需要精确控制回流焊的温度曲线。工程师在布局时,通常会把MOS管尽量靠近负载,减少大电流路径的长度,降低线路损耗。
MOS管在氢燃料电池的DC/DC转换器中,是能量转换的开关器件。燃料电池输出电压通常在20-80V之间,而汽车驱动电机需要更高的电压,这就要求MOS管能在宽电压范围内稳定切换。转换器工作时,电流波动较大,尤其是在车辆加速瞬间,电流可能从几十安飙升到几百安,MOS管的峰值电流耐受能力必须达标。同时,燃料电池系统对可靠性要求极高,MOS管的平均无故障工作时间至少要达到10万小时以上,这就需要选用经过严格筛选的车规级产品,并且在设计时加入过流、过压保护电路。MOS管在电机调速电路里,能实现平滑调速还噪音小。
MOS管在智能穿戴设备的电源切换中,需要超小型封装和功耗。智能手表、手环的体积非常小,MOS管的封装尺寸通常在2mm×2mm以下,甚至更小的01005规格。同时,这些设备的电池容量有限,待机时间要长达数天,MOS管在关断状态下的漏电流必须控制在10纳安以下。为了满足这些要求,会选用专门的低功耗小封装MOS管,其栅极结构经过特殊设计,既能降低漏电流又能保证导通电阻足够小。实际测试中,会将设备置于待机状态,连续监测电流变化,确保MOS管的功耗不会影响整体续航时间。MOS管的封装形式多样,贴片式的更适合小型化设备。用mos管搭的振荡电路
MOS管的导通电阻小,大电流通过时发热也不会太严重。用mos管搭的振荡电路
MOS管的并联使用是解决大电流问题的常用方案。在服务器电源中,单颗MOS管的电流可能不够,这时候就需要多颗并联。但并联时必须注意参数的一致性,尤其是导通电阻和栅极电荷,差异过大的话会导致电流分配不均,有的管子可能承受了大部分电流,很快就会过热损坏。为了均衡电流,工程师会在每个MOS管的源极串联一个小电阻,虽然会增加一点损耗,但能有效避免电流集中的问题。另外,栅极驱动信号的布线长度要尽量一致,防止因延迟不同导致开关不同步。用mos管搭的振荡电路