別再為缺貨犯愁!這份TO-252封裝MOS管踩坑及選型清單,請收好
關鍵詞: TO-252封裝 N-MOS選型 BMS保護板 DC-DC 開關電源
TO-252封裝,也叫D-PAK,可能是功率器件中用得最多的封裝之一。從幾瓦的充電器到幾百瓦的電機驅動,都能看到它的身影。但這個封裝有幾個參數陷阱,數據手冊上看著都很好,實際裝到板子上卻經常出問題。以下講三個最容易踩的坑。
第一個坑
第一個坑與標稱電流有關。翻開任何一顆TO-252 MOSFET的數據手冊,ID這一欄的數字往往很可觀:60A、80A,甚至120A。但這個ID是有條件的,即外殼溫度Tc=25℃。二十五攝氏度的外殼溫度意味著比室溫還低,除非把器件泡在液氮里,否則實際使用中外殼不可能只有25℃。TO-252主要依靠PCB散熱,沒有額外的散熱器。在實際工作條件下,管殼溫度很容易達到80℃到100℃。按照數據手冊中的ID-Tc降額曲線,當Tc=100℃時,允許的電流大約只有標稱值的40%到50%。舉例來說,一顆標稱80A的TO-252 MOSFET,在Tc=100℃時實際允許電流可能只有35A到40A。如果按照80A來設計,板子一上電就會過熱。規避這個誤區的方法是查看數據手冊中的ID-Tc降額曲線,或者直接按標稱ID的40%到50%估算實際可用電流。更可靠的做法是反向計算:先確定實際電流,用導通電阻乘以電流平方算出功耗,再用熱阻推算結溫,確保結溫不超過150℃。
第二個坑
第二個坑涉及導通電阻的溫度特性。數據手冊上標注的RDS(ON)是在25℃結溫下測得的典型值。但MOSFET的導通電阻具有正溫度系數,溫度越高,RDS(ON)越大。在100℃結溫時,RDS(ON)大約是25℃時的1.4到1.5倍;在125℃時,大約為1.6到2倍。不同工藝有所差異,SGT工藝的溫漂通常比平面工藝小一些,但趨勢是一致的。這意味著什么呢?假設25℃時RDS(ON)=10mΩ,設計電流為20A,此時功耗為10mΩ乘以20的平方,等于4W。但實際結溫達到100℃時,RDS(ON)漲到15mΩ,功耗變成15mΩ乘以400,等于6W。多出來的2W全部轉化為熱量,進一步推高結溫,形成正反饋。很多人只算了25℃的功耗,散熱器選小了,結果量產回來后溫升超標,不得不返工。規避的方法是在計算功耗時,將RDS(ON)乘以1.5到2倍。具體乘多少,可以查看數據手冊中的RDS(ON)-Tj曲線。如果沒有曲線,對于低壓管乘以1.5倍,對于高壓管乘以1.8倍,基本可以保證安全。
第三個坑
第三個坑與柵極閾值電壓有關。VGS(th)稱為柵極閾值電壓,數據手冊通常給出一個范圍,例如1V到2.5V。有些人看到這個范圍,認為驅動電壓3V就夠用了。但VGS(th)的定義是當漏極電流ID等于250μA時的柵極電壓。250μA是什么概念?一個LED指示燈的電流都比這大。在這個電壓下,MOSFET只是微微導通,導通電阻大得離譜,根本不是正常工作狀態。要判斷MOSFET是否充分導通,需要看RDS(ON)的測試條件。數據手冊上RDS(ON)通常會標注@VGS=10V或@VGS=4.5V,那才是讓管子真正導通的驅動電壓。舉個例子,某顆MOS管的VGS(th)范圍為1V到2.5V,RDS(ON)標稱值是在VGS=10V條件下測得的。如果使用3.3V驅動,管子雖然導通了,但RDS(ON)可能比標稱值大3到5倍,功耗急劇上升。正確的做法是:如果RDS(ON)標注在VGS=10V下,那么驅動電壓至少需要8V到10V;如果標注在VGS=4.5V下,則可以使用5V邏輯電平驅動。驅動電壓應至少比VGS(th)的最大值高出2V到3V,這樣才安全。
最后
TO-252是最常用的封裝之一,今年元器件漲價潮漲到最后這個都斷貨了,可見其剛需和熱門。合科泰有TO-252封裝的諸多型號,若有需要,請留下聯系方式和需求。
