面包芯语

1000字搞懂MOSFET规格书中体二极管的关键参数以及电路设计关注点

原创 硬件那点事儿 2024-12-07 12:05
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Part 01

前言

上一篇文章我们介绍了MOSFET的体二极管，我们知道了MOSFET体二极管在MOSFET中是广泛存在的，并且MOSFET经过了几十年的工艺革新，在目前应用比较广泛的沟道MOSFET中也没能完全解决这个问题，既然无法避免，那我们要考虑的是了解它，应用它。关于MOSFET的体二极管，datasheet一般会给出以下几个参数，体二极管连续正向电流，体二极管脉冲电流，体二极管正向电压，体二极管反向恢复时间，体二极管反向恢复电荷这几个参数。今天就详细讲解一下这个几个参数的含义以及选型关注点。

Part 02

MOSFET的体二极管参数说明

1.Diode continuous forward current：体二极管连续正向电流
这个参数表示体二极管在连续导通时能够承受的最大电流。这个值表示MOSFET在热平衡状态下能长期承受的电流，规格书中的这个参数是厂家在特定条件下测出来的电流值，所以仅供参考，实际我们需要结合我们PCBA的散热设计来计算实际能流过的电流，在此不展开说明，后续单独开文章讲解对应的计算方法。
2.Diode pulse current：体二极管脉冲电流
体二极管能够承受的瞬态（脉冲）电流，通常用于描述MOSFET短时间内的耐大电流冲击能力。该参数和体二极管连续正向电流是一样的问题，规格书中的值仅供参考，实际需要结合我们PCBA的散热设计来计算实际能流过的电流。
3.Diode forward voltage：体二极管正向电压
体二极管导通时的正向压降，通常与正向电流相关联。一般电流越大，体二极管正向电压会更高。规格书中会给出体二极管正向电压的测试条件，比如下图环境温度25℃，电流88A，对应测出的最大体二极管正向电压是1V，我们一般拿最大体二极管正向电压乘以对应的正向电流计算体二极管的功耗，来评估MOSFET的温升。
MOSFET一般会给出体二极管正向电流&正向电压&温度的特性曲线，这样我们可以基于电路的实际电流来更加精确的评估体二极管正向电压。
4.Reverse recovery time：体二极管反向恢复时间
当体二极管从正向导通切换到反向阻断状态时，恢复到阻断状态所需的时间。对于高频应用，反向恢复时间越短越好，以减少开关损耗。长的恢复时间会导致更多的反向电流和电磁干扰，此时就需要额外的滤波设计。如果MOSFET的体二极管恢复时间较长，可以在外部并联一个恢复时间较短的肖特基二极管。
5.Reverse recovery charge：体二极管反向恢复电荷
在体二极管反向恢复过程中，存储在PN结中的电荷量。反向恢复过程是由电荷存储效应引起的，反向恢复时间就是正向导通时PN结存储的电荷耗尽所需要的时间。所以这个参数仅供参考，我们重点关注的参数还是体二极管反向恢复时间。

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