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mos管并联方法
什么是并联

并联是(shi)(shi)元件(jian)(jian)之间(jian)的(de)一种连(lian)接方(fang)式，其(qi)特点(dian)是(shi)(shi)将2个同(tong)类(lei)或不同(tong)类(lei)的(de)元件(jian)(jian)、器件(jian)(jian)等首首相(xiang)接，同(tong)时尾尾亦相(xiang)连(lian)的(de)一种连(lian)接方(fang)式。通常是(shi)(shi)用来指(zhi)电(dian)路中电(dian)子元件(jian)(jian)的(de)连(lian)接方(fang)式，即并联电(dian)路。

MOS管功率管并联需要考虑的要点

MOS管并(bing)(bing)联(lian)方法，为(wei)了(le)使(shi)并(bing)(bing)联(lian)电路中(zhong)每个MOS管尽可能的均流(liu)，在(zai)设计(ji)并(bing)(bing)联(lian)电路时需要考虑如下(xia)要素 ：

1、饱(bao)和压(ya)(ya)(ya)降(jiang)VDs或导通RDSon：对所(suo)有并联的(de)(de)(de)MOS管(guan)(guan)而(er)言 ，导通时(shi)其管(guan)(guan)压(ya)(ya)(ya)降(jiang)是相同的(de)(de)(de)，其结(jie)果必然是饱(bao)和电压(ya)(ya)(ya)小的(de)(de)(de)MOS管(guan)(guan)先流(liu)过(guo)较(jiao)大的(de)(de)(de)电流(liu) ，随着(zhe)结(jie)温的(de)(de)(de)升高(gao)，管(guan)(guan)压(ya)(ya)(ya)降(jiang)逐(zhu)渐增大，则流(liu)过(guo)管(guan)(guan)压(ya)(ya)(ya)降(jiang)大的(de)(de)(de)MOS管(guan)(guan)的(de)(de)(de)电流(liu)又(you)会逐(zhu)渐增大，从(cong)而(er)减(jian)轻管(guan)(guan)压(ya)(ya)(ya)降(jiang)小的(de)(de)(de)MOS管(guan)(guan)的(de)(de)(de)工作压(ya)(ya)(ya)力。因此，从(cong)原理上讲，由于N沟道功率(lv)型(xing)MOS管的(de)(de)饱和压降VDs或导通电阻RDSon具有正的(de)(de)温度(du)特性 ，是很适合并联(lian)的(de)(de)。

2、开启(qi)电压(ya)VGS（th）：在同一驱动脉冲作用下 ，开启(qi)电压(ya)VGS（th）的(de)(de)(de)不同，会(hui)引(yin)起MOS管的(de)(de)(de)开通时刻不同，进而会(hui)引(yin)起先开通的(de)(de)(de)MOS管首先流过整个回路的(de)(de)(de)电流，如果此时电流偏(pian)大,不加以限制 ，则(ze)对MOS管的(de)(de)(de)安全工(gong)作 造成威胁；

3、开(kai)通(tong)、关(guan)断延迟时(shi)间Td(on)、td(off)；开(kai)通(tong)上升、关(guan)断下降时(shi)间tr、tf:同(tong)样，在(zai)同(tong)一驱动(dong)脉冲作用下，td(on)、td(off)、tr 、tf的(de)(de)(de)不同(tong) ，也会引起(qi)MOS管的(de)(de)(de)开(kai)通(tong)／关(guan)断时(shi)刻不同(tong)，进而会引起(qi)先开(kai)通(tong)／后(hou)关(guan)断的(de)(de)(de)MOS 管流(liu)(liu)过整个回路的(de)(de)(de)电流(liu)(liu)，如(ru)果此时(shi)电流(liu)(liu)偏大，不加以限制，则(ze)同(tong)样对MOS 管的(de)(de)(de)安全工作造成威(wei)胁。

4、驱动(dong)极回路(lu)的(de)(de)驱动(dong)输(shu)入(ru)电阻(zu)、等效输(shu)入(ru) 电容(rong)、等效输(shu)入(ru)电感等，均(jun)会(hui)造成引起MOS管(guan)的(de)(de)开通／关(guan)(guan)断时刻不(bu)同(tong)。从上(shang)所述 ，可以看出，只要保(bao)证无论(lun)在开通、关(guan)(guan)断、导通的(de)(de)过程流过MOS管(guan)的(de)(de) 电流均(jun)使MOS管(guan)工(gong)作(zuo)在安全(quan)工(gong)作(zuo)区内，则MOS管(guan)的(de)(de)安全(quan)工(gong)作(zuo)得到保(bao)障。为此，本文提出一种MOS管(guan)的(de)(de)新的(de)(de)并联方法(fa)，着重于(yu)均(jun)流方面的(de)(de)研究，可有效的(de)(de)保(bao)证MOS管(guan)工(gong)作(zuo)在安全(quan)工(gong)作(zuo)区内，提高并联电路(lu)的(de)(de)工(gong)作(zuo)可靠性。

一种新MOS管并联方法的工作原理

1、MOS管并联方法电路图

以(yi)3只IR公司的(de)IRF2807 MOS管并联试验为例(li)，工作电路(lu)图(tu)如(ru)图(tu)1 。

2、MOS管并联工作原理

在图1中，采(cai)用对每(mei)个并(bing)联(lian)的MOS管单独(du)实限流(liu)技术(shu)来(lai)限制流(liu)过每(mei)个MOS管的电流(liu)。具(ju)体方(fang)法如下 ：

在每个MOS管串联作电(dian)流(liu)检测用的(de)采(cai)样电(dian)阻(图(tu)中的(de)RlO、Rll、R12)，实时(shi)对流(liu)过每个MOS管的(de)电(dian)流(liu)进行监测。3路(lu)分流(liu)器(qi)的(de)采(cai)集(ji)信号(hao)均(jun)送人(ren)4比较(jiao)器(qi)

LM339，作为判断是否(fou)过(guo)流的(de)依据：只要流过(guo)任何一个MOS管的(de)电(dian)(dian)流超过(guo)对其所限(xian)定的(de)电(dian)(dian)流保(bao)护值(zhi)，则控制回路依据送出的(de)过(guo)流保(bao)护信号马(ma)上 限(xian)制驱(qu)动(dong)脉冲的(de)开度(du)，保(bao)证当前(qian)流过(guo)每个MOS管的(de)电(dian)(dian)流不超过(guo)所限(xian)定的(de)电(dian)(dian)保(bao)护值(zhi) 。

在图1中,如(ru)果在PW Nin驱动脉冲加入后(hou) ，假定MOS1先开(kai)通(tong),MOS2、MOS3暂(zan) 时(shi)未开(kai)通(tong) ，则电流(liu)(liu)只能先流(liu)(liu)过MOS1，而且(qie)电流(liu)(liu)被限制在其限制值以内；接着MOS2又开(kai)通(tong)，则部分原(yuan)先流(liu)(liu)过MOS1的(de)(de)电流(liu)(liu)会被分流(liu)(liu)到(dao)(dao)MOS2 ，必然引(yin)起流(liu)(liu)过MOS1的(de)(de)电流(liu)(liu)小于其限制值，于是过流(liu)(liu)信号消失，PW Nin驱动脉冲开(kai)度加大 ，直至(zhi)电流(liu)(liu) 重新(xin)到(dao)(dao)达MOS1或(huo)MOS2的(de)(de)电流(liu)(liu)限制点(dian)后(hou)，PW Nin驱动脉冲才(cai)会停止增加。以后(hou)MOS3导通(tong)的(de)(de)又重复(fu)上(shang)述的(de)(de)电流(liu)(liu)分配(pei)过程(cheng)(cheng) ，直至(zhi)到(dao)(dao)达新(xin)的(de)(de)电流(liu)(liu)平衡。同理，可分析(xi)MOS管(guan)任何时(shi)刻单(dan)个(ge)或(huo)多(duo)个(ge)导通(tong)时(shi)电流(liu)(liu)的(de)(de)自行分配(pei)过程(cheng)(cheng) 。

mos管并联方法均流技术定义

MOS管(guan)(guan)并联方法均流技(ji)术，双极(ji)型晶体(ti)(ti)管(guan)(guan)把输(shu)(shu)入(ru)端(duan)电(dian)流的(de)(de)微(wei)小变(bian)(bian)化(hua)放大后，在(zai)输(shu)(shu)出端(duan)输(shu)(shu)出#FormaTImgID_0#N沟(gou)道(dao)mos管(guan)(guan)符号一个大的(de)(de)电(dian)流变(bian)(bian)化(hua)。双极(ji)型晶体(ti)(ti)管(guan)(guan)的(de)(de)增益就定义为(wei)输(shu)(shu)出输(shu)(shu)入(ru)电(dian)流之比（beta）。另一种晶体(ti)(ti)管(guan)(guan)，叫做场效应管(guan)(guan)（FET），把输(shu)(shu)入(ru)电(dian)压的(de)(de)变(bian)(bian)化(hua)转(zhuan)化(hua)为(wei)输(shu)(shu)出电(dian)流的(de)(de)变(bian)(bian)化(hua)。FET的(de)(de)增益等(deng)于它(ta)的(de)(de)transconductance， 定义为(wei)输(shu)(shu)出电(dian)流的(de)(de)变(bian)(bian)化(hua)和输(shu)(shu)入(ru)电(dian)压变(bian)(bian)化(hua)之比。市面上常(chang)有的(de)(de)一般为(wei)N沟(gou)道(dao)和P沟(gou)道(dao)，详情参考右侧图片（N沟(gou)道(dao)耗(hao)尽型MOS管(guan)(guan)）。而(er)P沟(gou)道(dao)常(chang)见的(de)(de)为(wei)低压mos管(guan)(guan)。

场(chang)效应(ying)管(guan)(guan)通(tong)过投影#FormaTImgID_1#P沟道mos管(guan)(guan)符号(hao)一(yi)个电(dian)场(chang)在(zai)(zai)一(yi)个绝(jue)缘(yuan)(yuan)层(ceng)上(shang)来影响流(liu)过晶体(ti)(ti)管(guan)(guan)的电(dian)流(liu)。事实上(shang)没有电(dian)流(liu)流(liu)过这个绝(jue)缘(yuan)(yuan)体(ti)(ti)，所(suo)以FET管(guan)(guan)的GATE电(dian)流(liu)非(fei)常小(xiao)。最普通(tong)的FET用(yong)一(yi)薄层(ceng)二(er)氧化硅来作为GATE极下(xia)的绝(jue)缘(yuan)(yuan)体(ti)(ti)。这种晶体(ti)(ti)管(guan)(guan)称为金属氧化物半(ban)导体(ti)(ti)（MOS）晶体(ti)(ti)管(guan)(guan)，或，金属氧化物半(ban)导体(ti)(ti)场(chang)效应(ying)管(guan)(guan)（MOSFET）。因为MOS管(guan)(guan)更小(xiao)更省电(dian)，所(suo)以他们(men)已(yi)经在(zai)(zai)很多(duo)应(ying)用(yong)场(chang)合取代了双极型(xing)晶体(ti)(ti)管(guan)(guan)。

MOS管并联方法均流技术分析

普通的(de)(de)功(gong)率MOSFET因(yin)为内(nei)阻低、耐压高(gao)、电流(liu)大、驱动(dong)简易等优良特性而得到了广泛应用。当单个(ge)MOSFET的(de)(de)电流(liu)或(huo)耗散(san)功(gong)率不满足设(she)计(ji)的(de)(de)需求(qiu)时就遇到了并联mos管(guan)(guan)的(de)(de)问(wen)题。并联mos管(guan)(guan)的(de)(de)两大问(wen)题，其一就是mos管(guan)(guan)的(de)(de)选(xuan)型，其二(er)就是mos管(guan)(guan)参(can)数的(de)(de)筛选(xuan)。

首(shou)先我们测(ce)试(shi)从某网店购买的(de)IRF4905型(xing)PMOS管(guan)(guan)(guan)(guan)。从图中可见(jian)此PMOS管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)字符(fu)与常见(jian)的(de)IR公司器件(jian)有较大(da)差异，遂使(shi)用(yong)DF-80A型(xing)二极(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)正(zheng)向(xiang)压(ya)降测(ce)试(shi)仪(yi)对此mos管(guan)(guan)(guan)(guan)进(jin)行实际的(de)ID-VDS曲(qu)线测(ce)试(shi)。先从官网下载IRF4905的(de)ID-VDS曲(qu)线，可见(jian)当Vgs为-6.5V时(shi)，Id约在90A时(shi)恒(heng)流。用(yong)二极(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)测(ce)试(shi)仪(yi)DF-80A连接(jie)(jie)待测(ce)MOS管(guan)(guan)(guan)(guan)，测(ce)试(shi)仪(yi)输出正(zheng)极(ji)接(jie)(jie)IRF4905的(de)S极(ji)，测(ce)试(shi)仪(yi)的(de)负极(ji)接(jie)(jie)IRF4905的(de)D极(ji)，用(yong)线性稳压(ya)电(dian)源加电(dian)位器接(jie)(jie)到IRF4905的(de)G极(ji)，调节电(dian)位器，使(shi)Vgs=-6.5V。

实际(ji)测(ce)试(shi)：ID扫描范围(wei)：0-100A，测(ce)试(shi)脉宽300微秒。可得到一个奇怪(guai)的测(ce)试(shi)曲线(xian)，与(yu)数据(ju)手册中的曲线(xian)并不一致(zhi)，在85A附近(jin)类(lei)似(si)恒流趋势，但是随后(hou)曲线(xian)发生转(zhuan)折，变(bian)成了近(jin)似(si)恒压曲线(xian)。敲(qiao)开该mos管(guan)发现(xian)，内部晶片(pian)仅芝(zhi)麻粒大小(xiao)。从手册上可得该PMOS管(guan)的电流可达74A，显然此批料为假货。如果购(gou)料后(hou)没经(jing)过测(ce)试(shi)即上机(ji)，几乎必然出现(xian)炸管(guan)事故(gu)。

我们再从本地电子市场购买一管IRF4905。再次用DF-80A型(xing)二极管正向特性测(ce)试(shi)仪测(ce)量(liang)ID-VDS曲(qu)线。参数(shu)同上：ID扫描(miao)范围：0-100A，300us脉冲宽度。测(ce)量(liang)结果如下(xia)：该曲(qu)线与数(shu)据(ju)手册(ce)的(de)描(miao)述相(xiang)符。进一步解剖结果显示，该PMOS管晶(jing)片面积大，且金属部分呈紫铜色，与假芯片MOS管形成(cheng)了鲜明对(dui)比。而且使用DF-80A型(xing)二极管正向压(ya)降测(ce)试(shi)仪测(ce)试(shi)时，ID电流均(jun)(jun)是脉冲形式，平均(jun)(jun)功率很低(di)，所以待测(ce)MOS管均(jun)(jun)不明显发热(re)，保护器件(jian)不受损。

选定(ding)了(le)MOS管(guan)的(de)(de)供应商后将挑选参数尽(jin)量(liang)一致的(de)(de)MOS管(guan)。我们用16只(zhi)IRF4905管(guan)并联做(zuo)并联分流，这些MOS管(guan)源极并联，栅极通过电阻网络连(lian)接，漏极悬空待测。测试方(fang)法同上。利用该软件的(de)(de)Excel数据导出功能(neng)，可以很(hen)方(fang)便的(de)(de)比较每个MOS管(guan)的(de)(de)特(te)性(xing)曲线。

MOS管(guan)的ID-VDS曲线，使(shi)用Excel的绘制折线图功能生成。该曲线清晰展示了(le)有(you)4只mos管(guan)的导通电阻小于(yu)其余的MOS管(guan)，这(zhei)些MOS管(guan)工作时(shi)将流(liu)过更大的电流(liu)，易受(shou)损。因此将这(zhei)四(si)只MOS管(guan)换新后，16条ID-VDS曲线近乎(hu)完(wan)美重合，达到了(le)并联使(shi)用要求。

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