MOSFET雖然可以在并聯(lián)使用，但這些電路設(shè)計(jì)和Layout的注意事項(xiàng)不可不知

Part 01、前言

MOSFET并聯(lián)使用在許多功率電子電路中是常見(jiàn)的設(shè)計(jì)方法，尤其是在高功率或高電流應(yīng)用中。這種設(shè)計(jì)的主要目的是通過(guò)并聯(lián)多個(gè)MOSFET來(lái)分擔(dān)電流、降低功耗并提高電路的性能和可靠性。

單個(gè)MOSFET的最大電流能力受到其額定參數(shù)，如最大漏極電流的限制。通過(guò)將多個(gè)MOSFET并聯(lián)，可以分擔(dān)電流，從而允許整個(gè)電路處理更大的總電流。MOSFET的導(dǎo)通損耗由漏源導(dǎo)通電阻RDS(on)決定，多個(gè)MOSFET并聯(lián)后，等效RDS(on)減小，多個(gè)MOSFET分散功耗，可以避免單個(gè)器件過(guò)熱，從而簡(jiǎn)化散熱設(shè)計(jì)。如果一個(gè)MOSFET出現(xiàn)故障，其他并聯(lián)的MOSFET仍然可以繼續(xù)工作，提供一定的容錯(cuò)能力。通過(guò)精確匹配和優(yōu)化設(shè)計(jì)，MOSFET并聯(lián)后可以有效分擔(dān)工作負(fù)荷，減少過(guò)載風(fēng)險(xiǎn)。

所以MOSFET并聯(lián)使用的好處是非常多，那當(dāng)在電路中并聯(lián)使用MOSFET時(shí)，有哪些注意事項(xiàng)呢？

Part 02、MOSFET并聯(lián)使用的理論依據(jù)

在講并聯(lián)使用MOSFET的注意事項(xiàng)之前，我們先介紹一下MOSFET并聯(lián)使用的理論依據(jù)。MOSFET的導(dǎo)通電阻RDS(on)隨溫度升高而增大，表現(xiàn)出正溫度系數(shù)特性。這種特性有助于自然均流，如果某個(gè)MOSFET承載較大的電流，導(dǎo)致溫度升高，其RDS(on)增加。這樣電流會(huì)自動(dòng)重新分配到其他MOSFET上，避免某一器件承受過(guò)大的電流或功耗，從而可以有效防止熱失控。對(duì)比BJT而言，BJT的導(dǎo)通電流具有負(fù)溫度系數(shù)（溫度升高時(shí)電流增加），容易引起熱失控，導(dǎo)致并聯(lián)時(shí)穩(wěn)定性較差。

在并聯(lián)配置中，所有MOSFET的漏極和源極直接相連，因此其漏源電壓VDS是一致的。這種一致性確保了電流分配的基礎(chǔ)，因?yàn)樵谕浑妷合?，電流?huì)根據(jù)RDS(on)自然分配。

Part 03、MOSFET并聯(lián)使用的注意事項(xiàng)

1.均流問(wèn)題

MOSFET參數(shù)的差異會(huì)導(dǎo)致電流分配不均勻，一部分MOSFET可能承載更多電流，進(jìn)而過(guò)熱或損壞。所以選用同一批次的MOSFET，確保 RDS(on)、閾值電壓 VGS(th)和開(kāi)關(guān)特性盡可能一致。在每個(gè)MOSFET的源極串聯(lián)一個(gè)小電阻，一般在10mΩ至100Ω之間，用于實(shí)現(xiàn)均流。柵極電阻的值不可過(guò)大，否則可能降低開(kāi)關(guān)效率，串聯(lián)電阻相當(dāng)于引入電壓反饋機(jī)制，從而可以抑制電流不均的現(xiàn)象。

2.熱失控問(wèn)題

MOSFET的導(dǎo)通電阻RDS(on）隨溫度升高而增大，雖然其正溫度系數(shù)特性有助于均流，但散熱設(shè)計(jì)不當(dāng)時(shí)仍可能出現(xiàn)局部過(guò)熱問(wèn)題。如果有條件的話(huà)為每個(gè)MOSFET提供獨(dú)立散熱器。在關(guān)鍵位置增加溫度傳感器，監(jiān)測(cè)每個(gè)MOSFET的溫度，配合保護(hù)電路，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)關(guān)斷負(fù)載。

3.柵極驅(qū)動(dòng)問(wèn)題

并聯(lián)MOSFET會(huì)增加等效柵極電容Cgs，導(dǎo)致柵極驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)載加重，影響開(kāi)關(guān)速度和效率。建議選用驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)的柵極驅(qū)動(dòng)器。提升驅(qū)動(dòng)電路的電源電壓（如從5V提升至10V或15V），以加快開(kāi)關(guān)速度。

4.電路布局與寄生效應(yīng)

在高功率電路中，PCB布局會(huì)顯著影響MOSFET的并聯(lián)性能，寄生電阻和寄生電感會(huì)引發(fā)不均流或振蕩問(wèn)題。所以MOSFET的漏極、源極和柵極的連線(xiàn)盡量對(duì)稱(chēng)，避免寄生參數(shù)的不均。走線(xiàn)寬度足夠大，特別是高電流部分，避免因電阻引起壓降不一致。如果高頻振蕩嚴(yán)重，可在每個(gè)MOSFET的漏極與源極之間并聯(lián)RC吸收網(wǎng)絡(luò)。

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