多颗MOS管并联的研究

标签:MOS管并联
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mos管是金属—氧化物—半导体场效应晶体管,或者称是金属—绝缘体—半导体。MOS管一般又叫场效应管,与二极管和三极管不同,二极管只能通过正向电流,反向截止不能控制,三极管通俗讲就是小电流放大成受控的大电流,MOS管是小电压控制电流的。在大功率产品的实际应用中,单颗MOS管往往达不到需要的电流,此时我们需要把多颗MOS管并联起来应用,这样很大的电流由多颗MOS管来分担,单颗MOS管承担的电流就比较小了,确保了器件安全稳定地工作。但是如果应用不当,也会使多颗并联的MOS管电流不均衡,甚至损坏某颗MOS管使系统崩溃。

1、MOS管并联的可行性分析
由下面的某颗MOS管的温度曲线可以看出MOS管的内阻的温度特性是随温度的升高内阻也增大,如果在并联过程中由于某种原因(比如RDSON比较低,电流路径比较短等)导致某颗MOS管的电流比较大,这颗MOS管会发热比较严重,内阻会升高比较多,电流就会降下来,由此可以分析出MOS管有自动均流的特性而易于并联。

并联
2、MOS管的并联电路
理论上MOS管可以由N颗并联,实际上MOS管并联多了容易引起走线很长,分布电感电容加大,对于高频电路工作产生不利的影响。下面以4颗为例说明MOS管的应用。并联的一般电路图如下

并联


上图中,R1-4为栅极驱动电阻,每个MOS管都由独立的栅极驱动电阻隔离驱动,主要是可以防止各个MOS管的寄生振荡,起到阻尼的作用。R1-4的取值怎么取呢?如果取值过小,可能就起不到防止各个MOS管的寄生振荡的作用,如果取值大了,开关速度会变慢,由于每个MOS管的结电容会有细微的不同,结果取值过大还会导致各个MOS管的导通速度相差比较大,所以R1-4在能够防止各个MOS管的寄生振荡的情况下尽量小到可以满足开关速度。
关于R5-R8的栅极下拉电阻,主要作用是在驱动IC损坏开路的情况下可以防止MOS管的误导通。在某些特殊的应用场合下,比如对待机电流有限制的电池保护板,这个电阻往往取值很大甚至没有,这样栅极的阻抗会比较高,极易感应比较高的静电损坏MOS管的栅极。这种应用最好在栅源极之间并联一个15V左右的稳压管。
3、MOS管的并联对布线的要求

众所周知,当多个MOS晶体管并联时,漏极和源极走线需要通过多个MOS晶体管的总电流。理论上,如果单个MOS晶体管的电流不偏移平均电流的10%,那么总线的总阻抗必须控制在所有并联MOS晶体管内阻的10%以内。例如,如果用我们的RU75N08R  4颗并联RU75N08典型是8mΩ,并联后为2mΩ。则漏极或源极接线电阻需控制在2mΩ*10%=0.2mΩ以内,以保证10%的均流误差。如果PCB铜箔的厚度和宽度受到限制,我们可以添加铜线或散热器来实现这种低的走线内阻。

 

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