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如何选择线性稳压电路的MOSFET 前言 选择线性稳压电路的金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET，(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)有许多的重要考虑，本文将简介使用MOSFET之线性稳压电路、计算线性稳压电路中MOSFET的消耗功率，并从MOSFET规格表中找出最小所需之闸极-源极电压，以及计算MOSFET最大所需导通电阻值与MOSFET 内部半导体接面温度，并有设计实例做为参考。 使用MOSFET之线性稳压电路简介 图 1线性稳压电路线路图 “Vout” 为额定输出电压、“Vin” 为额定输入电压、“Iout” 为额定输出电流、“Vgate” 为从控制芯片输出之闸极电压 计算线性稳压电路中MOSFET的消耗功率MOSFET的总消耗功率 (Pdis)Pdis=(Vin-Vout) * Iout从MOSFET规格表中找出最小所需之闸极-源极电压首先我们要确定最大额定输出电流值，对照转换特性图(transfer characteristics) 找出最小所需之闸极-源极电压，便可查询控制芯片输出电压是否大于最小所需之闸极电压。计算MOSFET最大所需导通电阻值假设最大所需导通电阻值表示为Rds(on)maxRds(on)max=(Vin-Vout)/Iout若MOSFET 工作时的导通电阻小于最大所需导通电阻值Rds(on)max 则此MOSFET 为堪用组件。 计算MOSFET 内部半导体接面温度参考MOSFT 外壳温度(Tc)计算出MOSFET 内部半导体接面温度(Tj) Tj=Tc+(Rth(JC)*Pdis) 　 　 Tj 为MOSFET 内部半导体接面温度，Tc 为MOSFET 接着平面的温度，Rth(jc) 为接面至表面热阻系数，要注意的是部份温度量测仪器不可直接接触带电物体。 设计实例设计规格说明Vin=2.8V , Vout=2.5V , Iout=10A , MOSFET : Infineon Technologies IPD13N03LA (25V MOSFET 包装为DPAK )MOSFET的总消耗功率 (Pdis)Pdis=(Vin-Vout) * Iout = (2.8-2.5)*10= 3 (watt)从MOSFET规格表中找出最小所需之闸极-源极电压，由下图可得知最小所需之闸极-源极电压为 3.3 伏特。 　 图 2 　 计算MOSFET最大所需导通电阻值 　Rds(on)max=(Vin-Vout)/Iout= (2.8-2.5)/10= 30 (m?) 图 3 　 图3中的蓝色实线表示最大额定输出电流为10安培，而红色实线表示导通电阻值为60 milli-?，其值大于30 milli-?，故不适用。绿色实线表示导通电阻值为30 milli-?，故紫色虚线区域为安应用区。而导通电阻值为30 milli-?时对应至闸-源极最小电压为 3.65 伏特。输出电压为2.5 伏特且闸-源极最小电压为3.65 伏特，由以下计算可得知闸极电压必需大于6.15 伏特。Vgs = Vg-Vs = Vg–2.5. So Vg = Vgs+2.5 = 6.15 (V)--- 最小所需之闸极电压参考MOSFT 外壳温度(Tc)计算出MOSFET 内部半导体接面温度(Tj) 　 图 4　 若设定Tc 为70 ℃ 而且Pdis 为 3 watt ，于图4 中可得知 Rth(jc)为 3.2 K/W。 Tj=Tc+(Rth(JC)*Pdis)=70+(3.2*3)=79.6oC 结论基于以上说明，我们可以得知MOSFET的最大额定汲极电流(ID)必须大于输出额定电流，脉波信号控制芯片的输出至闸极之电压准位必须大于最小所需闸极-源极电压，MOSFET 的表面温度与内部接面温度是相关联的。若降低接面温度则同样条件下，其内部接面温度亦会下降。降低表面温度的方法有二种。第一为于PCB 板上预留较多空间于 MOSFET 周围，使其较易散。另一方法为降低输出端与输入端之电压差，以降低功率损耗，进而降低MOSFET 表面温度。 （作者任职台湾英飞凌科技有限公司）