MOS場效應管應用案例解析

開關電源Application 

從定義上而言，這種Application需要MOS場效應管定期導通和關斷。同時，有數十種拓撲可用於開關電源，這裡考慮一個簡單的例子。DC-DC電源中常用的基本降壓轉換器依靠兩個MOS場效應管來執行開關功能（下圖），這些開關交替在電感裏存儲能量，然後把能量開釋給負載。現時，design職員經常選擇數百kHz乃至1 MHz以上的頻率，由於頻率越高，磁性元件可以更小更輕。開關電源中第二重要的MOS場效應管參數包括輸出電容、閾值電壓、柵極阻抗和雪崩能量。

馬達控制Application

馬達控制Application是功率MOSFET大有用武之地的另一個Application領域。典型的半橋式控制電路採用2個MOS場效應管（全橋式則採用4個），但這兩個MOS場效應管的關斷時間（死區時間）相等。對於這類Application，反向恢復時間（trr）非常重要。在控制電感式負載（比如馬達繞組）時，控制電路把橋式電路中的MOS場效應管切換到關斷狀態，此時橋式電路中的另一個開關經過MOS場效應管中的體二極體臨時反向傳導電流。於是，電流重新迴圈，繼續為馬達供電。當第一個MOS場效應管再次導通時，另一個MOS場效應管二極體中存儲的電荷必須被移除，通過第一個MOS場效應管放電，而這是一種能量的損耗，故trr越短，這種損耗越小。

汽車Application 

過去的近20年裏，汽車用功率MOS場效應管已經得到了長足發展。選用功率MOS場效應管是由於其能够耐受汽車電子系統中常遇到的掉載和系統能量突變等引起的瞬態高壓現象，且其封裝簡單，主要採用TO220和TO247封裝。同時，電動車窗、燃油噴射、間歇式雨刷和巡航控制等Application已逐漸成為大多數汽車的標配，在design中需要類似的功率器件。在這期間，隨著電機、螺線管和燃油噴射器日益普及，車用功率MOS場效應管也不斷發展壯大。 

汽車設備中所用的MOS場效應管器件涉及廣泛的電壓、電流和導通電阻範圍。電機控制設備橋接配寘會使用30V和40V擊穿電壓型號；而在必須控制負載突卸和突升啟動情况的場合，會使用60V裝置驅動負載；當行業標準轉移至42V電池系統時，則需採用75V科技。高輔助電壓的設備需要使用100V至150V型款；至於400V以上的MOS場效應管器件則Application於發動機驅動器機組和高亮度放電（HID）前燈的控制電路。

汽車MOSFET驅動電流的範圍由2A至100A以上，導通電阻的範圍為2mΩ至100mΩ。MOS場效應管的負載包括電機、閥門、燈、加熱部件、電容性壓電組件和DC/ DC電源。開關頻率的範圍通常為10kHz至100kHz，必須留意的是，電機控制不適用開關頻率在20kHz以上。其它的主要需求是UIS效能，結點溫度極限下（-40度至175度，有時高達200度）的工作狀況，以及超越汽車使用壽命的高可靠性。