A teljesítmény MOSFET egyes paramétereinek magyarázata

VDSS maximális lefolyóforrás feszültség

Ha a kapuforrás rövidre van zárva, a leeresztő-forrás névleges feszültsége (VDSS) az a maximális feszültség, amely a lefolyóforrásra lavinatörés nélkül alkalmazható. A hőmérséklettől függően a tényleges lavinatörési feszültség alacsonyabb lehet, mint a névleges VDSS. A V(BR)DSS részletes leírását lásd: Elektrosztatika

A V(BR)DSS részletes leírását lásd: Elektrosztatikus jellemzők.

VGS maximális kapuforrás feszültség

A VGS névleges feszültség az a maximális feszültség, amely a kapuforrás pólusai között alkalmazható. A névleges feszültség beállításának fő célja, hogy megakadályozza a kapuoxid túlfeszültség által okozott károsodását. A tényleges feszültség, amelyet a kapu-oxid képes ellenállni, sokkal magasabb, mint a névleges feszültség, de a gyártási folyamattól függően változik.

A tényleges kapu-oxid a névleges feszültségnél sokkal nagyobb feszültséget is elvisel, de ez a gyártási folyamattól függően változik, így a VGS névleges feszültségen belül tartása biztosítja az alkalmazás megbízhatóságát.

ID - Folyamatos szivárgási áram

Az ID a maximálisan megengedhető folyamatos egyenáram a maximális névleges csatlakozási hőmérsékleten, TJ(max) és 25°C vagy magasabb csőfelületi hőmérsékleten. Ez a paraméter a csomópont és a ház közötti névleges hőellenállás (RθJC) és a ház hőmérsékletének függvénye:

Az azonosító nem tartalmazza a kapcsolási veszteségeket, és nehéz a cső felületi hőmérsékletét 25 °C-on (Tcase) tartani a gyakorlati felhasználás érdekében. Ezért a tényleges kapcsolási áram a kemény kapcsolású alkalmazásokban általában kevesebb, mint a fele az ID névleges értéknek @ TC = 25°C, általában 1/3 és 1/4 tartományban. kiegészítő.

Ezenkívül az ID egy adott hőmérsékleten megbecsülhető, ha JA hőellenállást használunk, ami reálisabb érték.

IDM - Impulse Drain Current

Ez a paraméter az eszköz által kezelhető impulzusáram mennyiségét tükrözi, amely sokkal nagyobb, mint a folyamatos egyenáram. Az IDM meghatározásának célja: a vonal ohmos tartománya. Egy bizonyos kapuforrás feszültség esetén aMOSFETmaximális leeresztőárammal vezet

jelenlegi. Amint az ábrán látható, adott kapuforrás feszültség esetén, ha a működési pont a lineáris tartományban helyezkedik el, a leeresztőáram növekedése megemeli a lefolyóforrás feszültségét, ami növeli a vezetési veszteségeket. A hosszan tartó, nagy teljesítményű működés a készülék meghibásodásához vezethet. Emiatt

Ezért a névleges IDM-et a tipikus kapumeghajtó feszültségek tartománya alá kell beállítani. A tartomány vágási pontja a Vgs és a görbe metszéspontjában van.

Ezért egy felső áramsűrűségi határt kell beállítani, hogy a chip ne melegedjen túl és ne égjen ki. Ez lényegében azért van, hogy megakadályozzuk a túlzott áram átfolyását a csomagvezetékeken, mivel bizonyos esetekben a teljes chip "leggyengébb kapcsolata" nem a chip, hanem a csomagvezetékek.

Figyelembe véve az IDM hőhatásainak korlátait, a hőmérséklet növekedése függ az impulzusszélességtől, az impulzusok közötti időintervallumtól, a hőleadástól, az RDS(on), valamint az impulzusáram hullámformájától és amplitúdójától. Egyszerűen annak kielégítése, hogy az impulzusáram nem haladja meg az IDM határértéket, nem garantálja, hogy a csatlakozási hőmérséklet

nem haladja meg a megengedett legnagyobb értéket. A csatlakozási hőmérséklet impulzusáram alatt megbecsülhető a tranziens hőellenállás tárgyalása alapján a Termikus és mechanikai tulajdonságokban.

PD – Teljes megengedett csatornateljesítmény disszipáció

A Total Allowable Channel Power Dissipation kalibrálja az eszköz által disszipálható maximális teljesítmény disszipációt, és a maximális csatlakozási hőmérséklet és hőellenállás függvényében fejezhető ki 25°C-os házhőmérséklet mellett.

TJ, TSTG – Működési és tárolási környezeti hőmérséklet-tartomány

Ez a két paraméter az eszköz működési és tárolási környezete által megengedett csatlakozási hőmérséklet-tartományt kalibrálja. Ez a hőmérséklet-tartomány úgy van beállítva, hogy megfeleljen a készülék minimális élettartamának. Annak biztosítása, hogy a készülék ezen a hőmérsékleti tartományon belül működjön, jelentősen meghosszabbítja működési élettartamát.

EAS-Single Pulse Avalanche Breakdown Energy

 

Ha a feszültségtúllövés (általában a szivárgási áram és a szórt induktivitás miatt) nem haladja meg a letörési feszültséget, a készülék nem esik át lavinatörésen, ezért nincs szüksége a lavinatörés eloszlatására. A lavina letörési energiája kalibrálja azt a tranziens túllövést, amelyet az eszköz elvisel.

A lavina letörési energiája határozza meg a tranziens túllövés feszültségének biztonságos értékét, amelyet az eszköz elvisel, és attól függ, hogy mekkora energia szükséges a lavina letöréséhez.

Az a készülék, amely meghatározza a lavina letörési energia besorolását, általában meghatároz egy EAS besorolást is, amely jelentésében hasonló az UIS besorolásához, és meghatározza, hogy az eszköz mennyi fordított lavina letörési energiát képes biztonságosan elnyelni.

L az induktivitás értéke, iD pedig az induktorban folyó csúcsáram, amely a mérőeszközben hirtelen leeresztőárammá alakul. Az induktoron generált feszültség meghaladja a MOSFET letörési feszültséget, és lavinatörést eredményez. Lavina letörése esetén az induktorban lévő áram átfolyik a MOSFET eszközön, még akkor is, ha aMOSFETki van kapcsolva. Az induktorban tárolt energia hasonló a kóbor induktorban tárolt és a MOSFET által disszipált energiához.

Ha a MOSFET-eket párhuzamosan csatlakoztatják, a letörési feszültségek aligha azonosak az eszközök között. Általában az történik, hogy az egyik eszköz először tapasztal lavinatörést, és az összes ezt követő lavinaletörési áram (energia) átfolyik ezen az eszközön.

FÜL – Ismétlődő lavina energiája

Az ismétlődő lavina energiája „ipari szabvány” lett, de a frekvencia, az egyéb veszteségek és a hűtés mértékének beállítása nélkül ennek a paraméternek nincs értelme. A hőelvezetési (hűtési) állapot gyakran szabályozza az ismétlődő lavinaenergiát. Nehéz megjósolni a lavina letörése által termelt energia szintjét is.

Nehéz megjósolni a lavina letörése által termelt energia szintjét is.

Az EAR minősítés valódi jelentése az ismétlődő lavina letörési energia kalibrálása, amelyet a készülék ellenáll. Ez a meghatározás azt feltételezi, hogy nincs frekvenciakorlátozás, hogy az eszköz ne melegedjen túl, ami minden olyan eszköznél reális, ahol lavinatörés előfordulhat.

Célszerű megmérni az üzemelő készülék vagy a hűtőborda hőmérsékletét, hogy a MOSFET-eszköz túlmeleged-e az eszközkialakítás ellenőrzése során, különösen olyan készülékeknél, ahol lavinatörés valószínű.

IAR – Avalanche Breakdown Current

Egyes eszközök esetében a lapka aktuális beállított élének tendenciája a lavina letörése során megköveteli, hogy a lavinaáram IAR korlátozva legyen. Ily módon a lavinaáram a lavinaletörési energia specifikáció "finom betűjévé" válik; felfedi a készülék valódi képességeit.

II. rész Statikus elektromos jellemzés

V(BR)DSS: Lefolyó-forrás leállási feszültség (megsemmisítési feszültség)

A V(BR)DSS (néha VBDSS-nek is nevezik) az a lefolyóforrás feszültsége, amelynél a lefolyón átfolyó áram elér egy meghatározott értéket egy adott hőmérsékleten és a kapuforrás rövidre zárása mellett. A lefolyóforrás feszültsége ebben az esetben a lavina áttörési feszültsége.

A V(BR)DSS egy pozitív hőmérsékleti együttható, és alacsony hőmérsékleten a V(BR)DSS kisebb, mint a lefolyóforrás feszültségének maximális névleges értéke 25°C-on. -50°C-on a V(BR)DSS kisebb, mint a lefolyóforrás feszültségének maximális névleges értéke -50°C-on. -50°C-on a V(BR)DSS a 25°C-on mért maximális lefolyóforrás névleges feszültségének körülbelül 90%-a.

VGS(th), VGS(off): Küszöbfeszültség

A VGS(th) az a feszültség, amelyen a hozzáadott kapuforrás feszültség hatására a lefolyóban áramolni kezd, vagy a MOSFET kikapcsolásakor az áram eltűnik, valamint a tesztelés feltételei (leeresztőáram, lefolyóforrás feszültsége, csomópont) hőmérséklet) is megadják. Normális esetben az összes MOS-kapu-eszköz eltérő

a küszöbfeszültségek eltérőek lesznek. Ezért a VGS(th) változási tartománya meg van adva. A VGS(th) negatív hőmérsékleti együttható, amikor a hőmérséklet emelkedik, aMOSFETviszonylag alacsony kapuforrásfeszültségen fog bekapcsolni.

RDS(on): Bekapcsolt ellenállás

Az RDS(on) egy adott leeresztőáram (általában az ID áram fele), a kapuforrás feszültsége és 25°C-on mérve. Az RDS(on) egy adott leeresztőáram (általában az ID áram fele), a kapuforrás feszültsége és 25°C-on mérve.

IDSS: nulla kapufeszültség leeresztő áram

Az IDSS a szivárgó áram a lefolyó és a forrás között egy adott lefolyóforrás feszültség mellett, amikor a kapuforrás feszültsége nulla. Mivel a szivárgási áram a hőmérséklettel növekszik, az IDSS szoba- és magas hőmérsékleten is meg van adva. A szivárgó áram miatti teljesítményveszteséget úgy számíthatjuk ki, hogy az IDSS-t megszorozzuk a leeresztő források közötti feszültséggel, ami általában elhanyagolható.

IGSS - Kapuforrás szivárgási áram

Az IGSS a kapun átfolyó szivárgási áram egy adott kapuforrás feszültség mellett.

III. rész Dinamikus elektromos jellemzők

Ciss: Bemeneti kapacitás

A kapu és a forrás közötti kapacitás, amelyet váltakozó áramú jellel mérnek a lefolyó forráshoz való rövidre zárásával, a bemeneti kapacitás; A Ciss úgy jön létre, hogy a Cgd kapuleeresztő kapacitást és a Cgs kapuforrás kapacitást párhuzamosan kapcsoljuk, vagy Ciss = Cgs + Cgd. A készülék akkor kapcsol be, ha a bemeneti kapacitás egy küszöbfeszültségre fel van töltve, és kikapcsol, ha egy bizonyos értékig kisüt. Ezért a meghajtó áramkör és a Ciss közvetlen hatással vannak az eszköz be- és kikapcsolási késleltetésére.

Coss: Kimeneti kapacitás

A kimeneti kapacitás a leeresztő és a forrás közötti kapacitás, amelyet váltóáramú jellel mérnek, amikor a kapuforrás rövidre van zárva, a Coss a Cds drain-source kapacitás és a Cgd gate-drain kapacitás párhuzamba állításával jön létre, vagy Coss = Cds + Cgd. Lágy kapcsolási alkalmazásoknál a Coss nagyon fontos, mert rezonanciát okozhat az áramkörben.

Crss: Fordított átviteli kapacitás

A lefolyó és a kapu között mért kapacitás földelt forrás mellett a fordított átviteli kapacitás. A fordított átviteli kapacitás egyenértékű a gate drain kapacitással, Cres = Cgd, és gyakran Miller-kapacitásnak is nevezik, amely az egyik legfontosabb paraméter a kapcsolók felfutási és lefutási idejének szempontjából.

Fontos paramétere a kapcsolási felfutási és süllyedési időknek, és befolyásolja a kikapcsolási késleltetési időt is. A kapacitás csökken a leeresztő feszültség növekedésével, különösen a kimeneti kapacitás és a fordított átviteli kapacitás.

Qgs, Qgd és Qg: Gate Charge

A kapu töltési értéke a kapcsok közötti kondenzátoron tárolt töltést tükrözi. Mivel a kondenzátor töltése a kapcsolás pillanatában a feszültséggel együtt változik, a gate töltés hatását gyakran figyelembe veszik a kapumeghajtó áramkörök tervezésekor.

Qgs a töltés 0-tól az első inflexiós pontig, Qgd az elsőtől a második inflexiós pontig terjedő szakasz ("Miller"-töltésnek is nevezik), Qg pedig a 0-tól addig a pontig terjedő rész, ahol a VGS egy adott meghajtóval egyenlő feszültség.

A szivárgási áram és a szivárgásforrás feszültségének változása viszonylag kis mértékben befolyásolja a kapu töltési értékét, és a kapu töltése nem változik a hőmérséklettel. A vizsgálati feltételek meghatározottak. Az adatlapon a kaputöltés grafikonja látható, amely tartalmazza a rögzített szivárgási áram és a változó szivárgásforrás feszültség megfelelő kaputöltés-változási görbéit.

Az adatlapok tartalmazzák a rögzített leeresztőáramhoz és a változó lefolyóforrás feszültséghez tartozó megfelelő kaputöltés-változási görbéket. A grafikonon a VGS(pl) platófeszültség kevésbé nő az áramerősség növekedésével (és csökken az áramerősség csökkenésével). A platófeszültség is arányos a küszöbfeszültséggel, így egy eltérő küszöbfeszültség eltérő platófeszültséget fog előidézni.

feszültség.

Az alábbi diagram részletesebb és alkalmazható:

td(on): bekapcsolási késleltetési idő

A bekapcsolási késleltetési idő az az idő, amely attól az időtől telt el, amikor a kapuforrás feszültsége a kapu meghajtó feszültségének 10%-ára emelkedik addig, amíg a szivárgási áram a megadott áramerősség 10%-ára emelkedik.

td(off): Kikapcsolás késleltetési ideje

A kikapcsolási késleltetési idő az az idő, amely attól az időtől telik el, amikor a kapuforrás feszültsége a kapu meghajtó feszültségének 90%-ára csökken, és addig, amíg a szivárgási áram a megadott áramerősség 90%-ára csökken. Ez az áram terhelésre való átvitele előtt tapasztalt késleltetést mutatja.

tr: Rise Time

Az emelkedési idő az az idő, amely alatt a leeresztő áram 10%-ról 90%-ra emelkedik.

tf : Eső idő

Az esési idő az az idő, amely alatt a leeresztőáram 90%-ról 10%-ra csökken.