Cik daudz jūs zināt par MOSFET parametriem? OLUKEY analizē to jūsu vietā

"MOSFET" ir metāla oksīda pusvadītāju lauka efekta tranzistora saīsinājums. Tā ir ierīce, kas izgatavota no trim materiāliem: metāla, oksīda (SiO2 vai SiN) un pusvadītāja. MOSFET ir viena no visvienkāršākajām ierīcēm pusvadītāju jomā. Neatkarīgi no tā, vai tas ir paredzēts IC dizainā vai plates līmeņa shēmās, tas ir ļoti plašs. MOSFET galvenie parametri ir ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(ieslēgts), VGS(th) utt. Vai jūs tos zināt? OLUKEY uzņēmums kā winsok Taivānas vidējā un augstākās klases vidējā un zemsprieguma uzņēmumsMOSFETaģentu pakalpojumu sniedzējam, ir galvenā komanda ar gandrīz 20 gadu pieredzi, lai detalizēti izskaidrotu dažādus MOSFET parametrus!

Attēls: WINSOK MOSFETWSG03N10 specifikācijas lapa

MOSFET parametru nozīmes apraksts

1. Ekstrēmi parametri:

ID: maksimālā drenāžas avota strāva. Tas attiecas uz maksimālo strāvu, kas pieļaujama starp noteci un avotu, kad lauka efekta tranzistors darbojas normāli. Lauka efekta tranzistora darba strāva nedrīkst pārsniegt ID. Šis parametrs samazinās, palielinoties savienojuma temperatūrai.

IDM: maksimālā impulsa drenāžas avota strāva. Šis parametrs samazināsies, palielinoties savienojuma temperatūrai, atspoguļojot triecienizturību, kā arī ir saistīts ar impulsa laiku. Ja šis parametrs ir pārāk mazs, sistēma var tikt sadalīta strāvas dēļ OCP pārbaudes laikā.

PD: maksimālā izkliedētā jauda. Tas attiecas uz maksimālo pieļaujamo drenāžas avota jaudas izkliedi, nepasliktinot lauka efekta tranzistora veiktspēju. Lietojot, faktiskajam FET enerģijas patēriņam jābūt mazākam par PDSM un jāatstāj noteikta rezerve. Šis parametrs parasti samazinās, palielinoties savienojuma temperatūrai

VDSS: maksimālais drenāžas avota izturības spriegums. Drenāžas avota spriegums, kad plūstošā drenāžas strāva sasniedz noteiktu vērtību (strauji pieaug) noteiktā temperatūrā un aizbīdņa avota īssavienojumā. Drenāžas avota spriegumu šajā gadījumā sauc arī par lavīnas pārrāvuma spriegumu. VDSS ir pozitīvs temperatūras koeficients. Pie -50°C VDSS ir aptuveni 90% no 25°C. Tā kā normālā ražošanā parasti paliek pielaide, MOSFET lavīnas pārrāvuma spriegums vienmēr ir lielāks par nominālo nominālo spriegumu.

OLUKEYSilti padomi: lai nodrošinātu produkta uzticamību sliktākajos darba apstākļos, darba spriegumam nevajadzētu pārsniegt 80–90% no nominālās vērtības.

VGSS: maksimālais vārtu avota izturības spriegums. Tas attiecas uz VGS vērtību, kad apgrieztā strāva starp vārtiem un avotu sāk strauji palielināties. Šīs sprieguma vērtības pārsniegšana izraisīs vārtu oksīda slāņa dielektrisku sabrukumu, kas ir destruktīvs un neatgriezenisks sadalījums.

TJ: maksimālā darba savienojuma temperatūra. Parasti tā ir 150 ℃ vai 175 ℃. Ierīces konstrukcijas darba apstākļos ir jāizvairās no šīs temperatūras pārsniegšanas un jāatstāj noteikta rezerve.

TSTG: uzglabāšanas temperatūras diapazons

Šie divi parametri, TJ un TSTG, kalibrē savienojuma temperatūras diapazonu, ko pieļauj ierīces darba un uzglabāšanas vide. Šis temperatūras diapazons ir iestatīts tā, lai atbilstu ierīces minimālajām ekspluatācijas laika prasībām. Ja tiek nodrošināta ierīces darbība šajā temperatūras diapazonā, tās kalpošanas laiks tiks ievērojami pagarināts.

2. Statiskie parametri

MOSFET testa apstākļi parasti ir 2,5 V, 4,5 V un 10 V.

V(BR)DSS: drenāžas avota pārrāvuma spriegums. Tas attiecas uz maksimālo drenāžas avota spriegumu, ko lauka efekta tranzistors var izturēt, ja aizslēga avota spriegums VGS ir 0. Tas ir ierobežojošs parametrs, un lauka efekta tranzistoram pielietotajam darba spriegumam ir jābūt mazākam par V(BR). DSS. Tam ir pozitīvas temperatūras īpašības. Tāpēc šī parametra vērtība zemas temperatūras apstākļos ir jāņem vērā kā drošības apsvērums.

△V(BR)DSS/△Tj: drenāžas avota pārrāvuma sprieguma temperatūras koeficients, parasti 0,1 V/℃

RDS (ieslēgts): noteiktos VGS (parasti 10 V) apstākļos, savienojuma temperatūras un iztukšošanas strāvas maksimālā pretestība starp noteci un avotu, kad MOSFET ir ieslēgts. Tas ir ļoti svarīgs parametrs, kas nosaka patērēto jaudu, kad MOSFET ir ieslēgts. Šis parametrs parasti palielinās, palielinoties savienojuma temperatūrai. Tāpēc zudumu un sprieguma krituma aprēķināšanai jāizmanto šī parametra vērtība augstākajā darba krustojuma temperatūrā.

VGS(th): ieslēgšanas spriegums (sliekšņa spriegums). Kad ārējo vārtu vadības spriegums VGS pārsniedz VGS(th), drenāžas un avota reģionu virsmas inversijas slāņi veido savienotu kanālu. Lietojumprogrammās aizslēga spriegumu, kad ID ir vienāds ar 1 mA drenāžas īssavienojuma apstākļos, bieži sauc par ieslēgšanas spriegumu. Šis parametrs parasti samazinās, palielinoties savienojuma temperatūrai

IDSS: piesātinātā drenāžas avota strāva, drenāžas avota strāva, ja vārtu spriegums VGS=0 un VDS ir noteikta vērtība. Parasti mikroampēru līmenī

IGSS: vārtu avota piedziņas strāva vai reversā strāva. Tā kā MOSFET ieejas pretestība ir ļoti liela, IGSS parasti ir nanoampēru līmenī.

3. Dinamiskie parametri

gfs: transvadītspēja. Tas attiecas uz noteces izejas strāvas izmaiņu attiecību pret aizbīdņa avota sprieguma izmaiņām. Tas mēra vārtu avota sprieguma spēju kontrolēt drenāžas strāvu. Lūdzu, skatiet diagrammu pārsūtīšanas attiecībām starp gfs un VGS.

Qg: kopējā vārtu uzlādes jauda. MOSFET ir sprieguma tipa piedziņas ierīce. Braukšanas process ir vārtu sprieguma noteikšanas process. Tas tiek panākts, uzlādējot kapacitāti starp vārtu avotu un vārtu noteci. Šis aspekts tiks detalizēti apspriests turpmāk.

Qgs: vārtu avota uzlādes jauda

Qgd: maksa no vārtiem līdz kanalizācijai (ņemot vērā Millera efektu). MOSFET ir sprieguma tipa piedziņas ierīce. Braukšanas process ir vārtu sprieguma noteikšanas process. Tas tiek panākts, uzlādējot kapacitāti starp vārtu avotu un vārtu noteci.

Td(ieslēgts): vadīšanas aizkaves laiks. Laiks no ieejas sprieguma pieauguma līdz 10% līdz VDS nokrītas līdz 90% no tā amplitūdas

Tr: pieauguma laiks, laiks, kurā izejas spriegums VDS samazinās no 90% līdz 10% no tā amplitūdas

Td(izslēgts): izslēgšanas aizkaves laiks, laiks no brīža, kad ieejas spriegums nokrītas līdz 90%, līdz brīdim, kad VDS paaugstinās līdz 10% no tā izslēgšanas sprieguma.

Tf: kritiena laiks, laiks, kurā izejas spriegums VDS palielinās no 10% līdz 90% no tā amplitūdas

Ciss: ievades kapacitāte, īssavienojiet kanalizāciju un avotu un izmēra kapacitāti starp vārtiem un avotu ar maiņstrāvas signālu. Ciss = CGD + CGS (CDS īssavienojums). Tam ir tieša ietekme uz ierīces ieslēgšanas un izslēgšanas aizkavi.

Izmaksas: izejas kapacitāte, īssavienojiet vārtus un avotu, un ar maiņstrāvas signālu izmēra kapacitāti starp noteci un avotu. Izmaksas = CDS + CGD

Crss: reversās pārraides kapacitāte. Ja avots ir savienots ar zemi, izmērītā kapacitāte starp noteci un vārtiem Crss = CGD. Viens no svarīgiem slēdžu parametriem ir kāpuma un krituma laiks. Crss = CGD

Vairums ražotāju MOSFET starpelektrodu kapacitāti un MOSFET izraisīto kapacitāti iedala ieejas kapacitātē, izejas kapacitātē un atgriezeniskās saites kapacitātē. Norādītās vērtības attiecas uz fiksētu novadīšanas uz avotu spriegumu. Šīs kapacitātes mainās, mainoties drenāžas avota spriegumam, un kapacitātes vērtībai ir ierobežota ietekme. Ievades kapacitātes vērtība sniedz tikai aptuvenu norādi par uzlādi, kas nepieciešama vadītāja ķēdei, turpretim aizbīdņa uzlādes informācija ir noderīgāka. Tas norāda enerģijas daudzumu, kas vārtiem jāuzlādē, lai sasniegtu noteiktu spriegumu no vārtiem uz avotu.

4. Lavīnu sabrukšanas raksturīgie parametri

Lavīnas pārrāvuma raksturlielums ir indikators MOSFET spējai izturēt pārspriegumu izslēgtā stāvoklī. Ja spriegums pārsniedz drenāžas avota robežspriegumu, ierīce būs lavīnas stāvoklī.

EAS: viena impulsa lavīnas sabrukšanas enerģija. Šis ir ierobežojošais parametrs, kas norāda maksimālo lavīnas sabrukšanas enerģiju, ko MOSFET var izturēt.

IAR: lavīnas strāva

AUSS: Atkārtota lavīnas sabrukšanas enerģija

5. In vivo diodes parametri

IS: nepārtraukta maksimālā brīvgaitas strāva (no avota)

ISM: impulsa maksimālā brīvgaitas strāva (no avota)

VSD: tiešā sprieguma kritums

Trr: apgrieztais atkopšanas laiks

QRr: apgrieztās maksāšanas atgūšana

Tona: vadīšanas laiks uz priekšu. (Būtībā niecīgs)

WINSOK MOSFET lavīnu sabrukšanas raksturīgie parametri

MOSFET ieslēgšanās laika un izslēgšanas laika definīcija

Pieteikšanās procesā bieži ir jāņem vērā šādas īpašības:

1. V (BR) DSS pozitīvās temperatūras koeficienta īpašības. Šis raksturlielums, kas atšķiras no bipolārajām ierīcēm, padara tās uzticamākas, palielinoties normālai darba temperatūrai. Bet jums arī jāpievērš uzmanība tā uzticamībai zemas temperatūras aukstās palaišanas laikā.

2. V(GS)th negatīvie temperatūras koeficienta raksturlielumi. Vārtu sliekšņa potenciāls zināmā mērā samazināsies, palielinoties savienojuma temperatūrai. Daži starojumi arī samazinās šo sliekšņa potenciālu, iespējams, pat zem 0 potenciāla. Šī funkcija prasa, lai inženieri šajās situācijās pievērstu uzmanību traucējumiem un nepareizai MOSFET aktivizēšanai, īpaši MOSFET lietojumprogrammām ar zemu sliekšņa potenciālu. Sakarā ar šo raksturlielumu dažreiz ir jāprojektē aizbīdņa izslēgšanas sprieguma potenciāls uz negatīvu vērtību (attiecībā uz N-tipu, P-tipu un tā tālāk), lai izvairītos no traucējumiem un viltus aktivizēšanas.

3.VDSon/RDSo pozitīvās temperatūras koeficienta īpašības. Īpašība, ka VDSon/RDSon nedaudz palielinās, paaugstinoties savienojuma temperatūrai, ļauj tieši paralēli izmantot MOSFET. Bipolārās ierīces šajā ziņā ir tieši pretējas, tāpēc to paralēlā izmantošana kļūst diezgan sarežģīta. RDSon arī nedaudz palielināsies, palielinoties ID. Šis raksturlielums un savienojuma un virsmas RDSon pozitīvās temperatūras raksturlielumi ļauj MOSFET izvairīties no sekundāriem bojājumiem, piemēram, bipolārām ierīcēm. Tomēr jāatzīmē, ka šīs funkcijas ietekme ir diezgan ierobežota. Lietojot paralēli, push-pull vai citās lietojumprogrammās, jūs nevarat pilnībā paļauties uz šīs funkcijas pašregulāciju. Joprojām ir nepieciešami daži būtiski pasākumi. Šis raksturlielums arī izskaidro, ka vadītspējas zudumi kļūst lielāki augstā temperatūrā. Tāpēc, aprēķinot zaudējumus, īpaša uzmanība jāpievērš parametru izvēlei.

4. ID negatīvie temperatūras koeficienta raksturlielumi, izpratne par MOSFET parametriem un tā galvenajiem raksturlielumiem ID ievērojami samazināsies, palielinoties savienojuma temperatūrai. Šis raksturlielums bieži vien rada nepieciešamību ņemt vērā tā ID parametrus augstās temperatūrās projektēšanas laikā.

5. Lavīnas spējas IER/EAS negatīvie temperatūras koeficienta raksturlielumi. Pēc krustojuma temperatūras paaugstināšanās, lai gan MOSFET būs lielāks V(BR)DSS, jāņem vērā, ka EAS tiks ievērojami samazināts. Proti, tā spēja izturēt lavīnas augstas temperatūras apstākļos ir daudz vājāka nekā normālā temperatūrā.

6. Parazītiskās diodes vadītspēja un reversās atkopšanas veiktspēja MOSFET nav labāka kā parastajām diodēm. Nav paredzams, ka tas tiks izmantots kā galvenais strāvas nesējs cilpas dizainā. Bloķējošās diodes bieži tiek savienotas virknē, lai padarītu ķermeņa parazitārās diodes nederīgas, un tiek izmantotas papildu paralēlās diodes, lai izveidotu ķēdes elektrisko nesēju. Tomēr to var uzskatīt par nesēju īslaicīgas vadīšanas vai dažu nelielu strāvas prasību gadījumā, piemēram, sinhronā taisnošana.

7. Straujš drenāžas potenciāla pieaugums var izraisīt aizslēga piedziņas nepareizu iedarbināšanu, tāpēc šī iespēja ir jāņem vērā lielos dVDS/dt lietojumos (augstfrekvences ātrās komutācijas shēmas).