Mennyit tudsz a MOSFET paraméterekről? Az OLUKEY elemzi az Ön számára

A "MOSFET" a fémoxid félvezető térhatású tranzisztor rövidítése. Ez egy három anyagból készült eszköz: fémből, oxidból (SiO2 vagy SiN) és félvezetőből. A MOSFET az egyik legalapvetőbb eszköz a félvezető területen. Legyen szó IC tervezésről vagy kártyaszintű áramköri alkalmazásokról, nagyon kiterjedt. A MOSFET fő paraméterei az ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th) stb. Ismered ezeket? OLUKEY Company, mint winsok tajvani közép- és felső kategóriás közép- és kisfeszültségűMOSFETügynök szolgáltató, közel 20 éves tapasztalattal rendelkező törzscsapattal rendelkezik, amely részletesen elmagyarázza Önnek a MOSFET különféle paramétereit!

ábra: WINSOK MOSFETWSG03N10 specifikációs lap

A MOSFET paraméterek jelentésének leírása

1. Extrém paraméterek:

ID: Maximális lefolyóforrás áram. Arra a maximális áramra utal, amely áthaladhat a lefolyó és a forrás között, amikor a térhatású tranzisztor normálisan működik. A térhatású tranzisztor üzemi árama nem haladhatja meg az ID-t. Ez a paraméter a csomópont hőmérsékletének növekedésével csökken.

IDM: Maximális impulzusos lefolyóforrás áram. Ez a paraméter a csomópont hőmérsékletének növekedésével csökkenni fog, ami ütésállóságot tükröz, és az impulzus idejéhez is kapcsolódik. Ha ez a paraméter túl kicsi, fennáll annak a veszélye, hogy az OCP-teszt során a rendszer az áram miatt meghibásodik.

PD: Maximális disszipált teljesítmény. Ez az elvezető forrás maximális teljesítménydisszipációjára vonatkozik, anélkül, hogy a térhatású tranzisztor teljesítménye romlana. Használatakor a FET tényleges energiafogyasztásának kisebbnek kell lennie, mint a PDSM-é, és hagynia kell egy bizonyos tartalékot. Ez a paraméter általában csökken a csomópont hőmérsékletének növekedésével

VDSS: Maximális lefolyóforrás ellenállási feszültség. A lefolyóforrás feszültsége, amikor az átfolyó leeresztőáram elér egy meghatározott értéket (élesen megugrik) egy adott hőmérsékleten és a kapu-forrás rövidzárlatán. A lefolyóforrás feszültségét ebben az esetben lavina-letörési feszültségnek is nevezik. A VDSS pozitív hőmérsékleti együtthatóval rendelkezik. -50 °C-on a VDSS körülbelül 90%-a a 25 °C-osnak. A normál termelésnél általában hagyott ráhagyás miatt a MOSFET lavinatörési feszültsége mindig nagyobb, mint a névleges névleges feszültség.

OLUKEYMeleg tippek: A termék megbízhatóságának biztosítása érdekében a legrosszabb munkakörülmények között javasolt, hogy az üzemi feszültség ne haladja meg a névleges érték 80-90%-át.

VGSS: Maximális kapuforrás ellenállási feszültség. A VGS értékre utal, amikor a kapu és a forrás közötti ellenáram élesen növekedni kezd. Ennek a feszültségértéknek a túllépése a gate oxid réteg dielektromos tönkremenetelét okozza, ami romboló és visszafordíthatatlan törés.

TJ: Maximális üzemi csomóponti hőmérséklet. Általában 150 ℃ vagy 175 ℃. Az eszköz tervezésének munkakörülményei között el kell kerülni ennek a hőmérsékletnek a túllépését, és bizonyos határt hagyni kell.

TSTG: tárolási hőmérséklet tartomány

Ez a két paraméter, a TJ és a TSTG, az eszköz munka- és tárolási környezete által megengedett csatlakozási hőmérséklet-tartományt kalibrálja. Ez a hőmérséklet-tartomány úgy van beállítva, hogy megfeleljen a készülék minimális élettartamra vonatkozó követelményeinek. Ha a készülék ebben a hőmérsékleti tartományban működik, akkor élettartama jelentősen meghosszabbodik.

2. Statikus paraméterek

A MOSFET tesztkörülményei általában 2,5 V, 4,5 V és 10 V.

V(BR)DSS: Lefolyó-forrás megszakítási feszültsége. Arra a maximális lefolyóforrás feszültségre vonatkozik, amelyet a térhatású tranzisztor el tud ellenállni, ha a VGS kapuforrás feszültsége 0. Ez egy korlátozó paraméter, és a térhatású tranzisztorra alkalmazott üzemi feszültségnek kisebbnek kell lennie, mint V(BR). DSS. Pozitív hőmérsékleti jellemzőkkel rendelkezik. Ezért ennek a paraméternek az értékét alacsony hőmérsékleten biztonsági szempontként kell figyelembe venni.

△V(BR)DSS/△Tj: A lefolyó-forrás áttörési feszültség hőmérsékleti együtthatója, általában 0,1 V/℃

RDS(on): A VGS (általában 10 V), a csatlakozási hőmérséklet és a leeresztőáram bizonyos feltételei között a maximális ellenállás a lefolyó és a forrás között, amikor a MOSFET be van kapcsolva. Ez egy nagyon fontos paraméter, amely meghatározza a MOSFET bekapcsolásakor fogyasztott áramot. Ez a paraméter általában növekszik a csomópont hőmérsékletének növekedésével. Ezért ennek a paraméternek a legmagasabb üzemi csomóponti hőmérsékleten mért értékét kell használni a veszteség és a feszültségesés kiszámításához.

VGS(th): bekapcsolási feszültség (küszöbfeszültség). Amikor a VGS külső kapuvezérlő feszültség meghaladja a VGS(th) értéket, a lefolyó- és forrásterületek felületi inverziós rétegei összefüggő csatornát alkotnak. Alkalmazásokban azt a kapufeszültséget, amikor az ID egyenlő 1 mA-rel a leeresztő rövidzárlati állapotban, gyakran hívják bekapcsolási feszültségnek. Ez a paraméter általában csökken a csomópont hőmérsékletének növekedésével

IDSS: telített lefolyó-forrás áram, a lefolyó-forrás áram, amikor a kapufeszültség VGS=0 és VDS egy bizonyos érték. Általában mikroamper szinten

IGSS: kapu-forrás meghajtó áram vagy fordított áram. Mivel a MOSFET bemeneti impedanciája nagyon nagy, az IGSS általában nanoamper szinten van.

3. Dinamikus paraméterek

gfs: transzkonduktancia. A leeresztő kimeneti áram változásának és a kapu-forrás feszültség változásának arányára vonatkozik. Ez a kapuforrás feszültségének a leeresztőáram szabályozására való képességének mértéke. Kérjük, nézze meg a diagramot a gfs és a VGS közötti átviteli kapcsolatról.

Qg: Teljes kapu töltési kapacitás. A MOSFET egy feszültség típusú meghajtó eszköz. A vezetési folyamat a kapufeszültség megállapítási folyamata. Ezt úgy érik el, hogy a kapuforrás és a kapuleeresztő közötti kapacitást feltöltik. Ezt a szempontot az alábbiakban részletesen tárgyaljuk.

Qgs: Kapuforrás töltési kapacitása

Qgd: kaputól lefolyóig töltés (a Miller-effektus figyelembevételével). A MOSFET egy feszültség típusú meghajtó eszköz. A vezetési folyamat a kapufeszültség megállapítási folyamata. Ezt úgy érik el, hogy a kapuforrás és a kapuleeresztő közötti kapacitást feltöltik.

Td(on): vezetési késleltetési idő. Az az idő, amikor a bemeneti feszültség 10%-ra emelkedik, amíg a VDS amplitúdója 90%-ára csökken

Tr: emelkedési idő, az az idő, amíg a VDS kimeneti feszültség amplitúdójának 90%-áról 10%-ra csökken

Td(off): Kikapcsolási késleltetési idő, az az idő, amely a bemeneti feszültség 90%-ra csökkenésétől a VDS kikapcsolási feszültségének 10%-ára való emelkedéséig tart.

Tf: esési idő, az az idő, amíg a VDS kimeneti feszültség amplitúdójának 10%-ról 90%-ára emelkedik

Ciss: Bemeneti kapacitás, zárja rövidre a lefolyót és a forrást, és mérje meg a kapacitást a kapu és a forrás között AC jellel. Ciss= CGD + CGS (CDS rövidzárlat). Közvetlen hatással van a készülék be- és kikapcsolási késleltetésére.

Költség: Kimeneti kapacitás, zárja rövidre a kaput és a forrást, és mérje meg a lefolyó és a forrás közötti kapacitást AC jellel. Coss = CDS + CGD

Crss: Fordított átviteli kapacitás. Ha a forrást földeljük, a lefolyó és a kapu közötti mért kapacitás Crss=CGD. A kapcsolók egyik fontos paramétere a felfutási és süllyedési idő. Crss=CGD

A MOSFET elektródák közötti kapacitását és MOSFET-indukált kapacitását a legtöbb gyártó bemeneti, kimeneti és visszacsatoló kapacitásra osztja. A megadott értékek rögzített lefolyó-forrás feszültségre vonatkoznak. Ezek a kapacitások a lefolyóforrás feszültségének változásával változnak, és a kapacitás értékének korlátozott hatása van. A bemeneti kapacitás értéke csak hozzávetőlegesen jelzi a meghajtó áramkör által igényelt töltést, míg a kaputöltési információ hasznosabb. Azt jelzi, hogy a kapunak mekkora energiamennyiséget kell feltöltenie, hogy elérjen egy adott kapu-forrás feszültséget.

4. Lavina letörés jellemző paraméterei

A lavinatörés karakterisztikája a MOSFET azon képességének mutatója, hogy a túlfeszültséget kikapcsolt állapotban elviseli. Ha a feszültség meghaladja a lefolyóforrás határfeszültségét, a készülék lavina állapotba kerül.

EAS: Egyimpulzusú lavina letörési energia. Ez egy határérték, amely azt a maximális lavina-letörési energiát jelzi, amelyet a MOSFET képes ellenállni.

IAR: lavinaáram

FÜL: Ismételt lavinaletörési energia

5. In vivo dióda paraméterek

IS: Folyamatos maximális szabadonfutó áram (forrásból)

ISM: impulzus maximális szabadonfutó áram (forrásból)

VSD: előremenő feszültségesés

Trr: fordított helyreállítási idő

QRr: fordított adózás helyreállítása

Ton: Előre irányuló vezetési idő. (Alapvetően elhanyagolható)

A WINSOK MOSFET lavinatörés jellemző paraméterei

MOSFET bekapcsolási idő és kikapcsolási idő meghatározása

A jelentkezési folyamat során gyakran a következő jellemzőket kell figyelembe venni:

1. V (BR) DSS pozitív hőmérsékleti együttható karakterisztikája. Ez a jellemző, amely eltér a bipoláris eszközöktől, megbízhatóbbá teszi őket a normál üzemi hőmérséklet növekedésével. De ügyelni kell a megbízhatóságára alacsony hőmérsékletű hidegindításkor is.

2. V(GS)th negatív hőmérsékleti együttható karakterisztikája. A kapu küszöbpotenciálja bizonyos mértékig csökkenni fog, ahogy a csomópont hőmérséklete nő. Néhány sugárzás ezt a küszöbpotenciált is csökkenti, esetleg 0 potenciál alá is. Ez a funkció megköveteli a mérnököktől, hogy figyeljenek a MOSFET-ek interferenciájára és hamis triggerelésére ezekben a helyzetekben, különösen az alacsony küszöbpotenciálú MOSFET-alkalmazások esetében. Ebből a jellemzőből adódóan időnként szükséges a kapumeghajtó kikapcsolási potenciálját negatív értékre tervezni (N-típusra, P-típusra és így tovább), az interferencia és a téves triggerelés elkerülése érdekében.

3. VDSon/RDSo pozitív hőmérsékleti együttható jellemzői. Az a jellemző, hogy a VDSon/RDSon enyhén növekszik a csatlakozási hőmérséklet emelkedésével, lehetővé teszi a MOSFET-ek közvetlen párhuzamos használatát. A bipoláris készülékek ebből a szempontból pont az ellenkezője, így párhuzamos használatuk meglehetősen bonyolulttá válik. Az RDSon is kissé növekedni fog az ID növekedésével. Ez a jellemző, valamint a csatlakozási és felületi RDSon pozitív hőmérsékleti jellemzői lehetővé teszik a MOSFET számára, hogy elkerülje a másodlagos meghibásodást, például a bipoláris eszközöket. Meg kell azonban jegyezni, hogy ennek a funkciónak a hatása meglehetősen korlátozott. Párhuzamos, push-pull vagy egyéb alkalmazások esetén nem támaszkodhat teljes mértékben ennek a funkciónak az önszabályozására. Néhány alapvető intézkedésre még szükség van. Ez a jellemző azt is megmagyarázza, hogy a vezetési veszteségek magasabbak magas hőmérsékleten. Ezért a veszteségek kiszámításakor különös figyelmet kell fordítani a paraméterek kiválasztására.

4. Az ID negatív hőmérsékleti együttható karakterisztikája, a MOSFET paraméterek megértése és fő jellemzői ID jelentősen csökkenni fognak a csomópont hőmérsékletének növekedésével. Ez a jellemző gyakran szükségessé teszi az ID paraméterek figyelembe vételét magas hőmérsékleten a tervezés során.

5. A lavinaképesség IER/EAS negatív hőmérsékleti együttható jellemzői. A csomópont hőmérsékletének növekedése után, bár a MOSFET nagyobb V(BR)DSS-vel rendelkezik, meg kell jegyezni, hogy az EAS jelentősen csökken. Ez azt jelenti, hogy a magas hőmérsékleti viszonyok között sokkal gyengébb a lavinákkal szembeni ellenálló képessége, mint a normál hőmérsékleten.

6. A MOSFET-ben lévő parazita dióda vezetőképessége és fordított helyreállítási teljesítménye semmivel sem jobb, mint a hagyományos diódáké. A tervezés során nem várható, hogy fő áramhordozóként használják a hurokban. A blokkoló diódákat gyakran sorba kötik, hogy érvénytelenítsék a testben lévő parazita diódákat, és további párhuzamos diódákat használnak az áramköri elektromos hordozó kialakítására. Mindazonáltal hordozónak tekinthető rövid távú vezetés vagy néhány kis áramigény, például szinkron egyenirányítás esetén.

7. A leeresztési potenciál gyors emelkedése a gate hajtás hamis triggerelését okozhatja, ezért ezt a lehetőséget figyelembe kell venni a nagy dVDS/dt alkalmazásoknál (nagyfrekvenciás gyorskapcsoló áramkörök).