MOSFET对浪涌电流具有较强的耐受能力,但很容易因浪涌电压而损坏。由于管子的结构是金属氧化物半导体{MOS),电压过高就会导致绝缘层破坏。在使用时必须注意下面三个参数。
1.漏源间的击穿电压V(BR)DSS。
该电压是指允许在漏极和源极间加的最高电压。如果在漏极上所加的电压超过该值时,管子电极间的绝缘层S,02就会被击穿。电流会集中从被击穿的地方流过,最终导致管子被烧毁。
漏源间击穿电压的大小与温度有关,其温度系数△V(BR)DSS/ATj是正数。也就是说管子的结温TJ越高,漏源间的击穿电压也越高。对于IRFP31N501P6F来说,AV(BR)DSS/△Tj=0.28V/℃。对于实际的MOSFET来说,手册中给出的V(BR)DSS,嘴均留有5%一lO%的余量,所以在允许的温度范围内,漏源间外加500v电压不会存在什么问题。
2.反峰dv/dt
MOSFET的反峰dv/dt是指漏源间所加电压的斜率。dv/dt由二极管的反向恢复时间trT决定,trT越短dv/dt的值越大。trT相当于将二极管的结电容上所存储的电荷Qrr全部放完所需要的时间。
IRFP31N50LP6F的dv/dt一为19V/ns。该数值可以满足开关电源的要求。耐压500v的MOSFET可以用于交流100V。输入的开关电源中,当最大输入电压为132VRMS,MOSFET截止时加在漏源间的电压VDS等于变压器的逆电压和冲击电压之和。变压器的逆电压在正向变换时为峰值电压的两倍。冲击电压估计为逆电压20%.所以VDs=132x2x2x1.2≈448V。此时可容许的变化时间dt=VDS÷dv/dt=448V÷19V/NS=23.6ns。
由于IRFP31N50LP6F的栅极电容较大,如果VDS要以23.6ns的时间进行开关转换的话,必须设法使驱动电路高速化并减小布线的电感,在500w级的正向变换开关电源中即使是采用了大功率栅极驱动电路和栅极电荷泄放电路,截止时的开关速度实际只有40ns左右。即使是加大漏极电流ID,通常也不能工作于23.6ns的高速状态。所以对于输入容量大的大型封装MOSFET来说不注意参数也没关系。
3.栅源电压VGS
VGSmax是在驱动MOSFET时栅极与源极间可以外加的最大电压。
vGSmax的大小由栅极氧化膜的破坏电压决定。外加的驱动电压过大会导致栅极损坏。即使没有造成损坏,有时也会在漏源间流过称之为沟道效应的微小电流。500v以上的高耐压MOSFET的VGSmax在±30V左右。耐压100~500V的中耐压MOSFET的V.VGSmax在正负20V左右,数十伏耐压的MOSFET的vGSmax在正负I2V左右,使用时必须事先弄清楚.并且实际的栅压不要超过该最大值。