基于瑞薩高壓MOS在開發產品注意要點

本文主要介紹瑞薩電子（又稱：Renesas注1)高壓MOS在客戶電源等產品開發時的選型以及特性的說明，為客戶的產品開發提供參考性的設計意見。

MOSFET以其電壓控制、開關頻率高、開關速度快等優點，廣泛應用于電源等產品中。Renesas高壓MOS涵蓋漏源電壓（VDSS）等級600V、800V、900V、1400V，具有極低的RDS(ON)和豐富的封裝系列，應用十分廣泛。
MOSFET最重要的兩個參數是漏源電壓（VDSS）和導通電阻RDS(ON)。電流值和最大耗散功率值必須仔細觀察，因為它們只有當背板溫度到25OC時才能達到，切換時間僅在滿足數據說明書中所描述的特定條件下才適用。
一般來說Renesas高壓MOS數據手冊主要包含以下幾個部分：特性、極限值、電氣特性以及典型特性。
Renesas高壓MOS所具有的性能優勢：
1、 具有比較低的Qg
2、 Vgs電壓±30 V
3、 具有比較低的導通阻抗
4、 很好的防雪崩能力

Renesas MOS采用了五代UMOS工藝，可以把RDS(ON)做的比較小，2SK3298B的導通電阻只有0.75歐姆，可以大大減少MOS的損耗。
極限值部分給出了10個參數的絕對最大值。器件運行的時候一定不能超過此值，否則會造成MOS永久的損壞。其中，尤其需要注意漏極電流和耗散功率的值是在25OC時給出的，在實際運行中只能作為參考。
電氣特性部分主要含有幾個重要的參數：開啟關斷時間參數、跨導參數、結電容參數以及體內二極管參數等。Renesas高壓MOS一般要比同類型的其它牌子的MOS開關速度快，但有個很重要的先決條件就是：柵極驅動電壓要在10V以上，因為Renesas高壓MOS結電容參數比較大。
典型特性部分給出了很多參數的動態曲線。比較重要的參數曲線有：熱阻曲線、轉移特性曲線、跨導曲線、導通電阻和漏極電流的關系曲線以及耗散功率和溫度的關系曲線等。耗散功率隨著溫度的升高而下降，導通電阻隨著溫度的升高而增大。
Renesas高壓MOS具有比較明顯的導通阻抗低、開關速度快的優點，但驅動電路的好壞直接影響了MOS的特性。為了達到良好的驅動波形和開關特性，使管子能夠工作在比較理想的狀態，現結合數據手冊中的幾個參數影響和典型曲線注2加以分析。
1、RDS(ON)隨VGS的變化曲線：

由圖可知，當VGS在小于10V的時候，RDS(ON)是比較大的，特別是在小于7-8V的時候，RDS(ON)幾乎是無窮大,管子幾乎沒有開啟。所以我們建議驅動電壓一般要在10V以上，這樣可以獲得比較低的導通阻抗和減小MOS的損耗。
2、由數據手冊得到Renesas高壓MOS的CISS、COSS、、CRSS是比較大的，所以為了獲得比較好的驅動波形，建議柵極驅動電阻不要太大，盡量在幾十歐姆。
3、跨導參數及曲線。跨導是MOS一個很重要的參數，反映了柵極驅動電壓對漏極電流的控制能力。由下圖的轉移特性曲線可知：當MOS柵極驅動電壓在10V左右的時候，MOS漏極電流才能達到標稱的值。

以上分析了Renesas高壓MOS的一些特性和為了達到比較好的開關特性的一些參數配合。現針對以上幾點做總結，Renesas授權代理商世強電訊給出以下幾點意見，供大家在產品的開發中做參考：
1、 柵極驅動電壓要在10V以上，可以獲得比較好的驅動波形和較低的導通阻抗，可以減少MOS的發熱和損耗。
2、 柵極驅動電阻最好在EMI和驅動波形之間做合適的選擇，最好在幾十歐姆，Renesas數據手冊中參數的測試條件中驅動電阻為25歐姆。
3、 因為Renesas高壓MOS柵源極耐壓比較高，可以達到30V。所以在負載比較重或漏極電流比較大的情況下，為了避免漏極電流失控MOS進入放大區工作，柵極驅動電壓適當的還要加大，只要不超過標稱的30V就可以。

注1：本文Renesas高壓MOS都指的是原NEC電子部分。
注2：本文曲線來自Renesas 2SK3298B（600V，7.5A）數據手冊。