【導讀】功率 MOSFET 是最常見的功率半導體，主要原因是因為其柵極驅動需要的功率小、以及快速的切換速度，使其成為電機驅動時最常用的功率半導體。本文將為您簡介功率 MOSFET 的技術特性，以及由安森美（onsemi）推出的NTBLS1D5N10MC功率MOSFET的產品特性。

MOSFET與IGBT各有優勢

功gong率lv半ban導dao體ti是shi電dian子zi裝zhuang置zhi中zhong電dian能neng轉zhuan換huan與yu電dian路lu控kong製zhi的de核he心xin，主zhu要yao用yong於yu改gai變bian電dian子zi裝zhuang置zhi中zhong的de電dian壓ya和he頻pin率lv，以yi及ji進jin行xing直zhi流liu交jiao流liu轉zhuan換huan等deng功gong能neng

，隻zhi要yao在zai擁yong有you電dian流liu電dian壓ya及ji相xiang位wei轉zhuan換huan的de電dian路lu係xi統tong中zhong，都dou會hui用yong到dao功gong率lv零ling部bu件jian。基ji本ben上shang，功gong率lv半ban導dao體ti大da致zhi可ke分fen為wei功gong率lv分fen立li器qi件jian與yu功gong率lv集ji成cheng電dian路lu二er大da類lei
，其qi中zhong，功gong率lv分fen立li器qi件jian產chan品pin包bao括kuoMOSFET、二極管
，及IGBT
，當中又以MOSFET與IGBT最為重要。

在低電流區域中
，MOSFET的導通電壓低於IGBT，但在高電流區域中，IGBT的導通電壓則低於MOSFET，特別是在高溫條件下

，此現象特別明顯。IGBT通常以低於20kHz的開關頻率使用，因為其開關損耗大於單極MOSFET。MOSFET的優勢在於可以適用高頻領域，MOSFET工作頻率可以適用在從幾百KHz到幾十MHz的射頻產品，而IGBT到達100KHz幾乎是最佳工作極限。

MOSFET具有輸入阻抗高
、驅動功率低


、開關速度快、無二次擊穿、安全工作區寬

、熱穩定性好等優點，一般來說，MOSFET適用在攜帶型的充電電池領域
，或是移動裝置中。至於IGBT則適用在高電壓、大功率的設備，如電機、汽車動力電池等。

N溝道功率MOSFET具有較低的導通電阻和較小尺寸

隨著MOSFET及CMOS技術持續的演進
，自1960年起集成電路開始快速發展

，這也是功率MOSFET的設計得以實現的原因。功率MOSFET的優點是其切換速度快，在低電壓下的高效率，具備容易實施的並聯技術、高帶寬、堅固性

、偏壓簡單、容易使用
、也易於維修。功率MOSFET可以應用在許多不同的領域中，包括大部份的電源供應器

、直流-直流轉換器

、低電壓電機控製器等
，以及許多其他的應用。

功率MOSFET按導電溝道可分為P溝道和N溝道，由於N溝道MOSFET具有較低的導通電阻（R_DS(on)）和較小尺寸，N溝道MOSFET在產品應用的選擇性上超過了P溝道。同步整流器應用則幾乎都是使用N溝道技術，這主要是因為N溝道的R_DS(on)小於P溝道，並且可通過在柵極上施加正電壓導通。

功率MOSFET多數是載流子器件
，N溝道MOSFET在導電過程中有電子流動，P溝道在導電期間使用被稱為空穴的正電荷。電子的流動性是空穴的三倍。盡管沒有直接的相關性，就R_DS(on)而言，為得到相等的值
，P溝道的管芯尺寸大約是N溝道的三倍
，因此N溝道的管芯尺寸更小。

用於電機驅動的MOSFET驅動器

在電機驅動係統中，柵極驅動器或 “預驅動器” IC常與N溝道功率MOSFET一起使用，以提供驅動電機所需的大電流。在選擇驅動器IC、MOSFET以及某些情況下用到的相關無源組件時，有很多需要考慮的設計因素。

想要為直流電機（無論是有刷電機，還是三相無刷電機）設she計ji驅qu動dong器qi

，便bian應ying從cong電dian機ji的de特te性xing來lai決jue定ding驅qu動dong器qi的de設she計ji細xi節jie
，其qi中zhong兩liang個ge主zhu要yao因yin素su就jiu是shi電dian機ji的de工gong作zuo電dian壓ya和he電dian流liu要yao求qiu。在zai一yi般ban情qing況kuang下xia，電dian機ji具ju有you給gei定ding的de額e定ding電dian壓ya和he額e定ding電dian流liu，但dan在zai實shi際ji工gong作zuo中zhong
，這zhe些xie數shu值zhi可ke能neng與yu額e定ding值zhi不bu同tong。電dian機ji的de實shi際ji速su度du取qu決jue於yu所suo施shi加jia的de電dian壓ya，電dian機ji所suo需xu的de電dian流liu取qu決jue於yu所suo施shi加jia的de扭niu矩ju。因yin此ci，驅qu動dong器qi設she計ji不bu一yi定ding需xu要yao完wan全quan滿man足zu電dian機ji的de規gui格ge。

為確保所選功率MOSFET的額定值至少等於電機所需的電源電壓和最大電流，甚至最好留有一定裕量
，以確保能夠發揮最佳的效能。通常MOSFET的漏源電壓額定值（V_DS）應至少比電源電壓高20%。在某些情況下，尤其是在電流大、扭矩步長較大
、電源控製不良的係統中
，MOSFET的額定電流必須足夠高
，才能提供電機所需的峰值電流。

此外，散熱也是選擇MOSFET的重點，MOSFET耗散功率會在漏源電阻R_DS(ON)中產生熱量，包括環境溫度和MOSFET散熱在內的熱條件，決定了可以耗散的功率
，而最大允許功耗最終決定則基於MOSFET的R_DS(ON)值。此外
，還需要考慮總柵極電荷（Q_G），柵極電荷用於度量導通和關斷MOSFET所需的電荷量


，較低Q_G的MOSFET更易於驅動
，與具有較高Q_G的MOSFET相比
，它可以以較低的柵極驅動電流進行更快的切換。

優異的功率MOSFET特性滿足應用需求

安森美在功率MOSFET領域在業界居於領先地位，並針對不同的應用需求，推出各種規格的功率MOSFET，包括用於電源轉換和開關電路的N溝道、P溝道和互補MOSFET。

本文介紹的NTBLS1D5N10MC
，是一款單極、N溝道的功率MOSFET，支持TOLL封裝
，可輸出100 V
、1.53 mΩ、298 A的功率，具備低R_DS(ON)、低總柵極電荷（Q_G）和電容，具有較低的開關噪聲／電磁幹擾（EMI），並是無鉛

、無鹵素／無溴化阻燃劑（BFR）的器件
，並且符合RoHS標準
，可最小化傳導損耗，最大限度地減少驅動器損失，可應用於電動工具、電池供電的真空吸塵器、無人機
、物料搬運
、電池管理係統（BMS）／存儲
、家庭自動化等領域，常見的最終產品包括電機控製
、工業電源與太陽能逆變器等。

結語

電機驅動應用相當廣泛，其中功率MOSFET更扮演著重要的角色，安森美擁有種類多樣的功率MOSFET產品線
，其中的NTBLS1D5N10MC單極
、N溝道的功率MOSFET將能夠滿足相關應用的嚴苛需求
，是電機驅動控製的最佳選擇之一。

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息

，版權歸原作者所有。本文所用視頻
、圖片、文字如涉及作品版權問題，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

了解功率電感參數

SiC撞見UPS，挑戰性能、能效
、尺寸、成本設計

那些與波形發生相關的重要DAC規格！

探秘電動車電池背後的先進技術

可插拔電池充電站解決方案