mosfet為什么可以并聯,mosfet并聯注意事項-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-07-09
并聯多個MOSFET是一種常見的應用方式，這種方法有助于減少傳導損耗并分散功耗，從而限制最大結溫。
當多個MOSFET并聯時，由于每個器件的溫度系數是正的，即溫度升高時導通電阻增大，這有助于自動平衡流過每個器件的電流。這種特性使得MOSFET在并聯時能夠自動調整，以避免某些器件過載，從而提高了系統的可靠性和穩定性。
完全導通下的直流工作時的結合點溫度
并聯的MOSFET完全導通時，流過每個MOSFET的電流是和導通電阻Rdson成反比的。假設并聯電路中的每個元件周圍的溫度及自身的熱阻都一致的情況下，初始狀態時，擁有低Rdson的元件會承載較高比例的電流，從而消耗更多的功率，元件的自身溫度會隨之上升。MOSFET的導通電阻Rdson有著正溫度系數，電阻值會隨著溫度的上升而增大，流過的電流值就會減小，那么并聯電路中的電流比例就會重新分配。在工作了一段時間后，電路達到了熱平衡，但低導通電阻的MOSFET依舊是溫度最高的。設計者就要確保并聯電路中的任一元件的結合點溫度都不超過數據手冊中的Tjmax。
影響功率分配的PCB布局方式
對于提高熱性能，元件結合點到外表面的熱阻Rthjc是MOSFET固有的屬性，電路的設計者是沒有辦法更改的，但是確實可以改變環境溫度及元件到周圍空氣的熱阻Rthja。并聯使用時，做到熱阻盡可能低的同時也要使電路中的每個元件的值一致，從而避免由于功率分配的不均導致某個元件過熱損壞。那么PCB的布局就顯得尤為重要。
幾種常用的理想的布局方式（顏色較深的陰影部分MOSFET的焊接襯底）：
兩個或者三個MOSFET并聯電路的PCB布局：
動態工作時的柵極驅動
并聯MOSFET電路在動態的開關工作狀態時，柵極驅動電路的設計起著重要的影響。首先，要確保柵極驅動電路的電壓和電流的能力足以驅動并聯電路中的所有元件。比如三個元件并聯使用，每個元件要達成期望的開啟速度，就需要2mA的驅動電流，那么三個元件并聯就至少要滿足6mA的驅動能力。其次，每個元件與柵極驅動電路之間都要串聯一個柵極電阻。柵極電阻的作用是取出組內MOSFET間的柵極耦合，以至于每個MOSFET都可以接收到一致的柵極驅動信號。每個MOSFET內的極間電荷是不一致的，那么如果沒有這些電阻的話，在導通時擁有較低的柵極門限電壓的元件的彌勒平臺就會嵌住組內其他的元件的柵極電壓，這就會抑制和延緩了其他元件的導通。關閉的過程也會是一樣的效果。開關的時間不一致就會影響開關損耗的不同，這樣就可能出現由于功率分配不均衡導致的熱損壞。
感性負載能量的消耗
當并聯MOSFET電路用來驅動感性負載的時候，就要注意電路關閉時，存儲在負載中的能量的泄放對元件的沖擊。
感性負載端產生的能量一般足以超出漏極和源極之間的雪崩擊穿電壓VBRDSS。這就又出現了分配的問題：在數據手冊中也擊穿電壓VBRDSS也會有一個范圍值，那么擁有較低的VBRDSS值的元件就會率先被擊穿，那么它的溫度就會高于其他的元件，最終由于功率分配的不均衡導致失效。同樣的VBRDSS是正溫度系數的，這個也會影響組內MOSFET的能量分配。
解決的辦法：
一是電路設計要確保任意一個MOSFET都要能在惡劣的溫度下安全地流過在總的雪崩電流。
二是通過續流二極管將感性負載中的能量泄放掉，從而起到保護MOSFET的作用（但要注意負載的要求，因為在續流階段仍有電流流過負載）。
在實際應用中需注意均流問題，不均勻的電流分布可能導致某些器件過熱，從而影響整個系統的性能和壽命。因此，在設計MOSFET并聯電路時，需要采取適當的均流措施，如使用均流電阻或優化電路設計，以確保電流在各個器件中均勻分布。
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