Part 01 前言
上一篇文章我們介紹了MOSFET體二極管的關(guān)鍵參數(shù)以及電路設(shè)計(jì)關(guān)注點(diǎn)，其中Diode continuous forward current：體二極管連續(xù)正向電流這一參數(shù)，最大高達(dá)175A，如果是真的，那這個(gè)數(shù)據(jù)已經(jīng)很牛了，但是規(guī)格書這個(gè)參數(shù)有個(gè)角標(biāo)2）：The parameter is not subject to production testing – specified by design.，意思就是175A這個(gè)參數(shù)僅代表設(shè)計(jì)指標(biāo)，批量產(chǎn)生時(shí)不保證這一參數(shù)，就跟你買一袋方便面，上面寫著圖片僅供參考一個(gè)道理。所以作為硬件工程師在看廠家的規(guī)格書的時(shí)候，務(wù)必要注意每個(gè)參數(shù)有沒(méi)有角標(biāo)小備注，不然批量出了問(wèn)題，廠家就甩鍋了。
那么問(wèn)題來(lái)了，既然MOSFET規(guī)格書中體二極管連續(xù)正向電流這一參數(shù)的電流值沒(méi)啥參考意義，那在一些電路應(yīng)用中。當(dāng)MOSFET關(guān)閉后，如果我們真的需要有正向電流流過(guò)MOSFET的體二極管的話，我們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)計(jì)算來(lái)評(píng)估MOSFET的體二極管的實(shí)際的連續(xù)正向電流最大是多少呢？
Part 02 體二極管最大電流計(jì)算方法
當(dāng)MOSFET關(guān)閉后，如果MOSFET的體二極管正向?qū)?，由于體二極管存在正向壓降，那么此時(shí)體二極管就會(huì)產(chǎn)生功耗，有功耗就會(huì)有發(fā)熱，由于此時(shí)MOSFET關(guān)閉了，所以MOSFET功耗來(lái)源就是體二極管了，功耗計(jì)算如下：Pd=Vsd*IsVsd：二極管正向?qū)▔航担ㄒ?guī)格書中會(huì)給出）Is：通過(guò)體二極管的連續(xù)正向電流MOSFET的溫升?T計(jì)算如下：?T=Pd*RthjaRthja：MOSFET結(jié)-環(huán)境的熱阻（規(guī)格書中有此參數(shù)）當(dāng)環(huán)境溫度為25℃時(shí)，MOSFET允許的最大溫升?T_max計(jì)算如下：?T_max=Tj-25℃Tj：為MOSFET的最大結(jié)溫這樣我們就能通過(guò)MOSFET的最大結(jié)溫反過(guò)來(lái)計(jì)算環(huán)境溫度為25℃時(shí)，體二極管的實(shí)際的連續(xù)正向電流最大是多少了：Is_max=?T_max/Rjc/Vsd=(Tj-25℃)/Rthja/Vsd
Part 03 計(jì)算實(shí)例
以IAUCN08S7N019這款MOSFET為例，其最大結(jié)溫Tj為175℃
熱阻Rthja典型值為25.9K/W，主要注意的時(shí)此參數(shù)是在特定條件下測(cè)出的，也就是角標(biāo)3）3) Device on 2s2p FR4 PCB defined in accordance with JEDEC standards (JESD51-5, -7). PCB is vertical in still air，也就是在一個(gè)特定的4層板上，PCB材質(zhì)為FR4，PCB放置在靜止的空氣中，PCB的尺寸按JEDEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的76.20mm*114.30mm，并且這么大的PCB上只放了這么一個(gè)MOSFET，所以25.9K/W這個(gè)參數(shù)我們只能參考，實(shí)際計(jì)算時(shí)，我們可以根據(jù)我們產(chǎn)品的PCB尺寸來(lái)對(duì)這個(gè)參數(shù)打折，當(dāng)然如果你的MOSFET有散熱器的話，那你可以使用Rthjc這一參數(shù)計(jì)算Rthja：Rthja=Rthjc+RthcaRthca：散熱器到空氣的熱阻
為了方便，假定實(shí)際產(chǎn)品PCB尺寸較大，我們就使用25.9K/W這一參數(shù)了。Vsd：二極管正向?qū)▔航底畲鬄?V。（當(dāng)然我們也可以根據(jù)下面的曲線按我們預(yù)期的最大二極管連續(xù)正向電流得到更為合理的二極管正向?qū)▔航担?/span>
當(dāng)環(huán)境溫度為25℃，MOSFET無(wú)散熱器時(shí)：
Is_max=(Tj-25℃)/Rthja/Vsd=（175-25）/25.9/1≈5.79A
當(dāng)環(huán)境溫度為25℃，MOSFET有非常大的散熱器時(shí)（忽略散熱器的熱阻）：
Is_max=(Tj-25℃)/Rthja/Vsd=（175-25）/0.89/1≈169A
169A就很接近規(guī)格書定義的175A了。