多个MOS管并联应用场景的四大要点

功率MOS管具有优异的热稳定性,不会发生热失控,因此 并联多个MOSFET是一种很常见的使用方法,它可以减少传导损耗和分散功耗,以便限制最大结温。

1.功率MOS并联要点:

在高速下空中高功率下,进行并行连接时,最主要的是需要避免电流集中,以及过电流,能够确保在所有可能的负载条件下,很好地平衡、均匀所有流过器件的电流。

2.功率MOS并联时的静态/动态动作

静态:

Rds(on)较低的MOS管能够导通更多的电流。

### 两个MOS并联的作用及工作原理 #### 作用 两个MOS并联的主要作用是**提高整体的电流承载能力**,从而实现对大电流的处理。在某些高功率应用场景中,单个MOS管可能无法满足电流需求,因此通过并联多个MOS管,可以有效分散电流,降低每个MOS管所承受的负载,从而提高系统的稳定性和可靠性[^1]。 此外,MOS并联还具有**自动均流**的特点。由于MOS管的导通电阻具有正温度系数,当某一路MOS管中流过的电流较大时,其导通电阻会随之增加,从而限制电流的进一步上升,实现电流的自动平衡。这种特性使得MOS管在并联应用中无需额外的均流电路即可实现良好的电流分配[^1]。 #### 工作原理 MOS并联的工作原理主要依赖于其**线性导通特性**。MOS管在导通状态下等效为一个线性电阻,其导通电阻(Rds_on)与流过的电流成正比关系,符合欧姆定律。这种线性特性使得多个MOS并联时,能够根据各自的电流大小自动调整导通电阻,从而实现电流的均衡分布[^2]。 当两个MOS并联时,若某一MOS管中的电流较大,则其导通电阻会因温度升高而增加,进而降低该支路的电流,而另一支路则因电流较小而保持较低的导通电阻,从而获得更多电流。这种动态调节过程使得两路电流趋于平衡,最终实现稳定的电流分配[^1]。 #### 与晶体管并联的对比 相比于晶体管,并联MOS管具有更好的均流效果。晶体管在导通时的等效电阻是非线性的,导致并联使用时难以实现电流的自动平衡,通常需要额外的均流电路。而MOS管由于其线性导通特性,能够直接并联使用,无需额外的平衡措施,简化了电路设计并提高了系统的可靠性[^2]。 #### 代码示例:MOS并联的简化电路模型 以下是一个简单的MOS并联电路模型的仿真代码示例,用于展示其电流分布特性: ```python # 模拟两个MOS并联的电流分布 import numpy as np # 定义MOS管的导通电阻(假设初始值相同) r_ds_on_1 = 0.1 # 单位:欧姆 r_ds_on_2 = 0.1 # 模拟温度对导通电阻的影响(正温度系数) def update_r_ds_on(current, temp_coeff=0.005): return r_ds_on_1 + temp_coeff * current # 模拟总电流 total_current = 20 # 单位:安培 # 计算每路MOS管的电流 current_1 = total_current / 2 current_2 = total_current / 2 # 动态调节电流分布 for _ in range(100): r_ds_on_1 = update_r_ds_on(current_1) r_ds_on_2 = update_r_ds_on(current_2) current_1 = total_current * r_ds_on_2 / (r_ds_on_1 + r_ds_on_2) current_2 = total_current * r_ds_on_1 / (r_ds_on_1 + r_ds_on_2) print(f"MOS管1的电流: {current_1:.2f} A") print(f"MOS管2的电流: {current_2:.2f} A") ```
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