功率MOSFET体二极管的连续载流能力
功率MOSFET体二极管的连续载流能力
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在电力电子领域或者在大功率应用场境下，我们经常会用到开关管功率MOSFET以及其内部的二极管。
那么功率MOSFET这个体二极管的通流能力和功率MOSFET有什么关系呢，怎么计算其参数还是需要研究一下的。
1.概述
器件功率 MOSFET 在漏极和源极端子之间包含一个固有体二极管。当 MOSFET 处于关断状态时，体二极管会阻止反向电流流动，并在二极管正向偏置时传导电流。
2.MOSFET 漏源电压限制
MOSFET 击穿电压 BVDSS 是在不将器件驱动为雪崩的情况下从漏源安全施加的最大电压，也是最大体二极管反向偏置电压。数据手册中指定的体二极管正向电压 VSD 是在定义电流下从源极到漏极的压降，通常在 0.8V 到 1.0V 之间。
3.体二极管电流能力
我们经常会有疑问，体二极管是否支持 MOSFET 数据手册中指定的最大漏极电流。理论上可以使用体二极管，因为体二极管是流经器件的同一电流路径。不过，限制因素会变成功率耗散。当 MOSFET 开启时，导通损耗为 ID2x RDS(on)。当 FET 关断且体二极管导通时，导通损耗为 ISD x VSD。如了解 MOSFET 数据手册，第 3 部分 - 持续电流额定值博客中所述，FET 数据表中指定的最大功率耗散的计算公式如下：
其中 RθJX 是结至外壳热阻、RθJC 或结至环境热阻 RθJA，TX 是外壳温度、TC 或环境温度 TA。求解 ID，即当 FET 导通时，在 TX = 25°C 时数据表中指定的最大漏极电流：
该公式可扩展为计算 25°C 电流条件下体二极管的最大连续电流：
求解 ISD，当 FET 关闭时的体二极管最大电流：
4.计算案例
CSD19532Q5B，以 100V N 沟道 MOSFET 为例。首先，快速回顾一下数据表第一页中的最大额定值。请注意，FET 数据表中未指定体二极管最大电流。此外，如前面引用的博客中所述，最大漏极电流有多种规格。
对于本示例，使用典型 RθJA = 40°C/W、在环境温度 TA = 25°C 时计算体二极管最大电流，如下所示：
CSD19532Q5B 最大持续漏极电流：
TJ= 150°C 时的最大 RDS(on) 可按以下方式计算得出：使用 VGS = 10V 时的最大额定 RDS(on) = 4.9mΩ，并将其乘以器件数据表图 中所示的标准化因数。
要计算二极管最大电流，请使用数据表中指定的最大正向电压，如下所示：
同样，TC = 25°C 时，受器件限制的最大连续体二极管电流可使用结至外壳热阻抗 RθJC = 0.8°C/W 计算得出，如以下公式所示。
请注意，此计算假设使用理想的散热器将外壳温度保持在 25°C。在采用 5mm x 6mm 封装并具有实际散热器和 156W 功率耗散的实际应用中，无法应对这种情况。
5.降额
温度升高时，这些计算会产生更低的电流。例如，将 TA = 75°C 代入之前的计算公式会得到更低的功率耗散和更低的体电流能力，并提供以下计算结果：
因此受功率耗散限制，通常小于数据表中指定的最大漏极电流。
