Quant saps sobre els paràmetres MOSFET? OLUKEY ho analitza per tu

"MOSFET" és l'abreviatura de transistor d'efecte de camp de semiconductor d'òxid metàl·lic. És un dispositiu fet de tres materials: metall, òxid (SiO2 o SiN) i semiconductor. MOSFET és un dels dispositius més bàsics en el camp dels semiconductors. Tant si es tracta de disseny IC com d'aplicacions de circuits a nivell de placa, és molt ampli. Els principals paràmetres de MOSFET inclouen ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th), etc. Coneixes aquests? OLUKEY Company, com a winsok taiwanesa de gamma mitjana i baixa de mitjana i baixa tensióMOSFETproveïdor de serveis d'agent, té un equip bàsic amb gairebé 20 anys d'experiència per explicar-vos detalladament els diferents paràmetres de MOSFET!

Figura: full d'especificacions WINSOK MOSFETWSG03N10

Descripció del significat dels paràmetres MOSFET

1. Paràmetres extrems:

ID: corrent màxim drenatge-font. Es refereix al corrent màxim que es permet passar entre el drenatge i la font quan el transistor d'efecte de camp funciona amb normalitat. El corrent de funcionament del transistor d'efecte de camp no ha de superar l'ID. Aquest paràmetre disminueix a mesura que augmenta la temperatura de la unió.

IDM: corrent polsat màxim drenatge-font. Aquest paràmetre disminuirà a mesura que augmenta la temperatura de la unió, reflectint una resistència a l'impacte i també està relacionat amb el temps del pols. Si aquest paràmetre és massa petit, el sistema pot estar en risc de trencar-se pel corrent durant les proves OCP.

PD: Potència màxima dissipada. Es refereix a la màxima dissipació de potència de la font de drenatge permesa sense deteriorar el rendiment del transistor d'efecte de camp. Quan s'utilitza, el consum real d'energia del FET hauria de ser inferior al del PDSM i deixar un cert marge. Aquest paràmetre generalment disminueix a mesura que augmenta la temperatura de la unió

VDSS: Tensió màxima de suport drenatge-font. La tensió de la font de drenatge quan el corrent de drenatge que flueix arriba a un valor específic (augmenta bruscament) sota una temperatura específica i un curtcircuit de la font de la porta. La tensió drenatge-font en aquest cas també s'anomena tensió de ruptura d'allau. El VDSS té un coeficient de temperatura positiu. A -50 °C, el VDSS és aproximadament el 90% del que està a 25 °C. A causa de la dotació que normalment es deixa en la producció normal, la tensió de ruptura d'allau del MOSFET és sempre superior a la tensió nominal nominal.

OLUKEYConsells càlids: per garantir la fiabilitat del producte, en les pitjors condicions de treball, es recomana que la tensió de treball no superi el 80-90% del valor nominal.

VGSS: tensió de suport màxima de la font de la porta. Es refereix al valor VGS quan el corrent invers entre la porta i la font comença a augmentar bruscament. Superar aquest valor de tensió provocarà una ruptura dielèctrica de la capa d'òxid de la porta, que és una ruptura destructiva i irreversible.

TJ: temperatura màxima de la unió de funcionament. Normalment és de 150 ℃ o 175 ℃. En les condicions de treball del disseny del dispositiu, cal evitar superar aquesta temperatura i deixar un cert marge.

TSTG: rang de temperatura d'emmagatzematge

Aquests dos paràmetres, TJ i TSTG, calibren el rang de temperatura de la unió que permet l'entorn de treball i emmagatzematge del dispositiu. Aquest rang de temperatura està configurat per complir els requisits mínims de vida útil del dispositiu. Si s'assegura que el dispositiu funciona dins d'aquest rang de temperatura, la seva vida útil s'allargarà molt.

2. Paràmetres estàtics

Les condicions de prova de MOSFET són generalment de 2,5 V, 4,5 V i 10 V.

V(BR)DSS: Tensió de ruptura de la font de drenatge. Es refereix a la tensió màxima de la font de drenatge que pot suportar el transistor d'efecte de camp quan la tensió de la font de la porta VGS és 0. Aquest és un paràmetre limitant i la tensió de funcionament aplicada al transistor d'efecte de camp ha de ser inferior a V (BR) DSS. Té característiques de temperatura positives. Per tant, el valor d'aquest paràmetre en condicions de baixa temperatura s'ha de prendre com a consideració de seguretat.

△V(BR)DSS/△Tj: coeficient de temperatura de la tensió de ruptura de la font de drenatge, generalment 0,1V/℃

RDS (activat): sota determinades condicions de VGS (normalment 10 V), temperatura de la unió i corrent de drenatge, la màxima resistència entre drenatge i font quan el MOSFET està encès. És un paràmetre molt important que determina l'energia consumida quan el MOSFET està encès. Aquest paràmetre augmenta generalment a mesura que augmenta la temperatura de la unió. Per tant, s'ha d'utilitzar el valor d'aquest paràmetre a la temperatura de la unió de funcionament més alta per al càlcul de la pèrdua i la caiguda de tensió.

VGS(th): tensió d'encesa (tensió llindar). Quan la tensió de control de la porta externa VGS supera VGS(th), les capes d'inversió superficial de les regions de drenatge i font formen un canal connectat. A les aplicacions, la tensió de la porta quan l'ID és igual a 1 mA en condicions de curtcircuit de drenatge sovint s'anomena tensió d'encesa. Aquest paràmetre generalment disminueix a mesura que augmenta la temperatura de la unió

IDSS: corrent de drenatge saturat, corrent de font de drenatge quan la tensió de la porta VGS = 0 i VDS és un valor determinat. Generalment a nivell de microamplificador

IGSS: corrent d'accionament de font de porta o corrent inversa. Com que la impedància d'entrada del MOSFET és molt gran, IGSS es troba generalment al nivell de nanoamp.

3. Paràmetres dinàmics

gfs: transconductància. Es refereix a la relació entre el canvi en el corrent de sortida del drenatge i el canvi en la tensió de la font de la porta. És una mesura de la capacitat de la tensió de la font de la porta per controlar el corrent de drenatge. Si us plau, mireu el gràfic per veure la relació de transferència entre gfs i VGS.

Qg: Capacitat total de càrrega de la porta. MOSFET és un dispositiu de conducció de tipus voltatge. El procés de conducció és el procés d'establiment de la tensió de la porta. Això s'aconsegueix carregant la capacitat entre la font de la porta i el drenatge de la porta. Aquest aspecte es tractarà amb detall a continuació.

Qgs: capacitat de càrrega de la font de la porta

Qgd: càrrega gate-to-drain (tenint en compte l'efecte Miller). MOSFET és un dispositiu de conducció de tipus voltatge. El procés de conducció és el procés d'establiment de la tensió de la porta. Això s'aconsegueix carregant la capacitat entre la font de la porta i el drenatge de la porta.

Td(on): temps de retard de conducció. El temps des que la tensió d'entrada augmenta al 10% fins que el VDS baixa al 90% de la seva amplitud

Tr: temps de pujada, el temps perquè la tensió de sortida VDS baixi del 90% al 10% de la seva amplitud

Td (apagat): temps de retard d'apagada, el temps des que la tensió d'entrada baixa al 90% fins que el VDS puja al 10% de la seva tensió d'apagada.

Tf: Temps de caiguda, el temps perquè la tensió de sortida VDS pugi del 10% al 90% de la seva amplitud

Ciss: Capacitat d'entrada, curtcircuita el drenatge i la font, i mesura la capacitat entre la porta i la font amb un senyal de CA. Ciss= CGD + CGS (curtcircuit CDS). Té un impacte directe en els retards d'encesa i apagat del dispositiu.

Coss: capacitat de sortida, curtcircuita la porta i la font i mesura la capacitat entre el drenatge i la font amb un senyal de CA. Coss = CDS +CGD

Crss: Capacitat de transmissió inversa. Amb la font connectada a terra, la capacitat mesurada entre el drenatge i la porta Crss=CGD. Un dels paràmetres importants dels interruptors és el temps de pujada i baixada. Crss=CGD

La capacitat interelèctrode i la capacitat induïda per MOSFET de MOSFET es divideixen en capacitat d'entrada, capacitat de sortida i capacitat de retroalimentació per la majoria dels fabricants. Els valors indicats corresponen a una tensió fixa de drenatge a font. Aquestes capacitats canvien a mesura que canvia la tensió de la font de drenatge i el valor de la capacitat té un efecte limitat. El valor de la capacitat d'entrada només proporciona una indicació aproximada de la càrrega requerida pel circuit del controlador, mentre que la informació de càrrega de la porta és més útil. Indica la quantitat d'energia que ha de carregar la porta per assolir una tensió específica de la porta a la font.

4. Paràmetres característics de l'avaria d'allaus

El paràmetre característic d'avaria d'allau és un indicador de la capacitat del MOSFET per suportar la sobretensió en estat apagat. Si la tensió supera la tensió límit de drenatge de la font, el dispositiu estarà en estat d'allau.

EAS: energia d'allau d'un sol pols. Aquest és un paràmetre límit, que indica l'energia màxima de trencament d'allau que pot suportar el MOSFET.

IAR: corrent d'allau

Orella: energia de trencament d'allaus repetides

5. Paràmetres del díode in vivo

IS: corrent màxim continu de roda lliure (des de la font)

ISM: pols màxim de corrent lliure (des de la font)

VSD: caiguda de tensió directa

Trr: temps de recuperació inversa

Qrr: recuperació de càrrega inversa

Ton: temps de conducció cap endavant. (Bàsicament insignificant)

Paràmetres característics d'avaria del MOSFET WINSOK

Definició del temps d'encesa i temps d'apagat MOSFET

Durant el procés de sol·licitud, sovint s'han de tenir en compte les característiques següents:

1. Característiques del coeficient de temperatura positiu de V (BR) DSS. Aquesta característica, diferent dels dispositius bipolars, els fa més fiables a mesura que augmenten les temperatures normals de funcionament. Però també cal parar atenció a la seva fiabilitat durant els arrencades en fred a baixa temperatura.

2. Característiques del coeficient de temperatura negatiu de V(GS)th. El potencial del llindar de la porta disminuirà fins a cert punt a mesura que augmenta la temperatura de la unió. Alguna radiació també reduirà aquest potencial llindar, possiblement fins i tot per sota del potencial 0. Aquesta característica requereix que els enginyers prestin atenció a la interferència i la falsa activació dels MOSFET en aquestes situacions, especialment per a aplicacions MOSFET amb potencials de llindar baix. A causa d'aquesta característica, de vegades és necessari dissenyar el potencial de baixa tensió del controlador de la porta a un valor negatiu (referint-se a tipus N, tipus P, etc.) per evitar interferències i activacions falses.

3.Característiques del coeficient de temperatura positiu de VDSon/RDSo. La característica que VDSon/RDSon augmenta lleugerament a mesura que augmenta la temperatura de la unió permet utilitzar directament MOSFET en paral·lel. Els dispositius bipolars són tot el contrari en aquest sentit, de manera que el seu ús en paral·lel es fa força complicat. RDSon també augmentarà lleugerament a mesura que augmenta l'ID. Aquesta característica i les característiques de temperatura positives de la unió i la superfície RDSon permeten que MOSFET eviti una avaria secundària com els dispositius bipolars. Tanmateix, cal tenir en compte que l'efecte d'aquesta característica és força limitat. Quan s'utilitza en paral·lel, push-pull o altres aplicacions, no podeu confiar completament en l'autoregulació d'aquesta funció. Encara calen algunes mesures fonamentals. Aquesta característica també explica que les pèrdues per conducció es fan més grans a altes temperatures. Per tant, s'ha de prestar especial atenció a la selecció dels paràmetres a l'hora de calcular les pèrdues.

4. Les característiques del coeficient de temperatura negatiu de l'ID, la comprensió dels paràmetres MOSFET i les seves característiques principals ID disminuiran significativament a mesura que augmenta la temperatura de la unió. Aquesta característica fa que sovint sigui necessari tenir en compte els seus paràmetres d'ID a altes temperatures durant el disseny.

5. Característiques del coeficient de temperatura negatiu de la capacitat d'allau IER/EAS. Després que la temperatura de la unió augmenti, tot i que el MOSFET tindrà un V (BR) DSS més gran, cal tenir en compte que l'EAS es reduirà significativament. És a dir, la seva capacitat de suportar allaus en condicions d'alta temperatura és molt més feble que a temperatures normals.

6. La capacitat de conducció i el rendiment de recuperació inversa del díode paràsit del MOSFET no són millors que els dels díodes ordinaris. No s'espera que s'utilitzi com a portador de corrent principal en el bucle del disseny. Els díodes de bloqueig sovint es connecten en sèrie per invalidar els díodes paràsits del cos, i s'utilitzen díodes paral·lels addicionals per formar un circuit elèctric portador. No obstant això, es pot considerar com a portador en el cas de conducció a curt termini o d'alguns requeriments de corrent petits com ara la rectificació síncrona.

7. El ràpid augment del potencial de drenatge pot provocar l'activació espúria de l'accionament de la porta, de manera que aquesta possibilitat s'ha de considerar en aplicacions dVDS/dt grans (circuits de commutació ràpida d'alta freqüència).