Как много вы знаете о параметрах MOSFET? OLUKEY анализирует это для вас

«МОП-транзистор» — это аббревиатура металлооксидного полупроводникового полевого транзистора. Это устройство, изготовленное из трёх материалов: металла, оксида (SiO2 или SiN) и полупроводника. МОП-транзистор — одно из самых простых устройств в области полупроводников. Будь то проектирование микросхем или применение схем на уровне платы, они очень обширны. Основные параметры MOSFET включают ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th) и т. д. Знаете ли вы это? Компания OLUKEY, тайваньская компания Winsok среднего и высокого класса, среднего и низкого напряжения.МОП-транзисторпоставщик услуг агента, имеет основную команду с почти 20-летним опытом работы, которая подробно объяснит вам различные параметры MOSFET!

Рисунок: Спецификация WINSOK MOSFETWSG03N10

Описание значения параметров MOSFET

1. Экстремальные параметры:

ID: Максимальный ток сток-исток. Это относится к максимальному току, который может проходить между стоком и истоком, когда полевой транзистор работает нормально. Рабочий ток полевого транзистора не должен превышать ID. Этот параметр уменьшается с увеличением температуры перехода.

IDM: Максимальный импульсный ток сток-исток. Этот параметр будет уменьшаться по мере увеличения температуры перехода, что отражает ударопрочность, а также связано с длительностью импульса. Если этот параметр слишком мал, существует риск выхода системы из строя из-за тока во время тестирования OCP.

PD: Максимальная рассеиваемая мощность. Это относится к максимально допустимой рассеиваемой мощности сток-исток без ухудшения характеристик полевого транзистора. При использовании фактическое энергопотребление полевого транзистора должно быть меньше, чем у PDSM, и оставлять определенный запас. Этот параметр обычно уменьшается с увеличением температуры перехода.

VDSS: Максимальное выдерживаемое напряжение сток-исток. Напряжение сток-исток, когда протекающий ток стока достигает определенного значения (резко возрастает) при определенной температуре и коротком замыкании затвор-исток. Напряжение сток-исток в этом случае еще называют напряжением лавинного пробоя. VDSS имеет положительный температурный коэффициент. При -50°C VDSS составляет примерно 90% от значения при 25°C. Из-за припуска, который обычно оставляют при обычном производстве, напряжение лавинного пробоя МОП-транзистора всегда превышает номинальное номинальное напряжение.

ОЛУКЕЙПолезные советы: Чтобы обеспечить надежность продукта в наихудших условиях работы, рекомендуется, чтобы рабочее напряжение не превышало 80–90% от номинального значения.

VGSS: Максимальное выдерживаемое напряжение затвор-исток. Это относится к значению VGS, когда обратный ток между затвором и истоком начинает резко увеличиваться. Превышение этого значения напряжения вызовет диэлектрический пробой оксидного слоя затвора, что является разрушительным и необратимым пробой.

TJ: Максимальная рабочая температура перехода. Обычно это 150 ℃ или 175 ℃. По условиям работы конструкции устройства необходимо избегать превышения этой температуры и оставлять определенный запас.

TSTG: диапазон температур хранения

Эти два параметра, TJ и TSTG, калибруют диапазон температур перехода, допустимый условиями работы и хранения устройства. Этот температурный диапазон установлен в соответствии с минимальными требованиями к сроку службы устройства. Если обеспечить работу устройства в этом температурном диапазоне, срок его службы значительно продлится.

2. Статические параметры

Условия тестирования MOSFET обычно составляют 2,5 В, 4,5 В и 10 В.

V(BR)DSS: напряжение пробоя сток-исток. Это относится к максимальному напряжению сток-исток, которое может выдержать полевой транзистор, когда напряжение затвор-исток VGS равно 0. Это ограничивающий параметр, и рабочее напряжение, приложенное к полевому транзистору, должно быть меньше, чем V(BR). ДСС. Имеет положительные температурные характеристики. Поэтому значение этого параметра в условиях низких температур следует рассматривать как соображения безопасности.

△V(BR)DSS/△Tj: Температурный коэффициент напряжения пробоя сток-исток, обычно 0,1 В/℃.

RDS(on): при определенных условиях VGS (обычно 10 В), температуре перехода и токе стока, максимальном сопротивлении между стоком и истоком, когда MOSFET включен. Это очень важный параметр, определяющий потребляемую мощность при включении МОП-транзистора. Этот параметр обычно увеличивается с увеличением температуры перехода. Следовательно, значение этого параметра при самой высокой рабочей температуре перехода следует использовать для расчета потерь и падения напряжения.

VGS(th): напряжение включения (пороговое напряжение). Когда внешнее управляющее напряжение затвора VGS превышает VGS(th), поверхностные инверсионные слои областей стока и истока образуют соединенный канал. В приложениях напряжение затвора, когда ID равен 1 мА в условиях короткого замыкания стока, часто называют напряжением включения. Этот параметр обычно уменьшается с увеличением температуры перехода.

IDSS: ток насыщения сток-исток, ток сток-исток, когда напряжение затвора VGS=0 и VDS имеет определенное значение. Обычно на уровне микроампер

IGSS: ток возбуждения затвор-исток или обратный ток. Поскольку входное сопротивление MOSFET очень велико, IGSS обычно находится на уровне наноампер.

3. Динамические параметры

gfs: крутизна. Это отношение изменения выходного тока стока к изменению напряжения затвор-исток. Это мера способности напряжения затвор-исток контролировать ток стока. Пожалуйста, посмотрите на диаграмму отношений передачи между gfs и VGS.

Qg: Общая мощность зарядки ворот. МОП-транзистор — это управляющее устройство, работающее по напряжению. Процесс управления – это процесс установления напряжения на затворе. Это достигается путем зарядки емкости между истоком затвора и стоком затвора. Этот аспект будет подробно рассмотрен ниже.

Qgs: Зарядная мощность источника ворот

Qgd: заряд затвор-сток (с учетом эффекта Миллера). МОП-транзистор — это управляющее устройство, работающее по напряжению. Процесс управления – это процесс установления напряжения на затворе. Это достигается путем зарядки емкости между истоком затвора и стоком затвора.

WINSOK DFN3.3X3.3-8L пакет МОП-транзистор

Td(on): время задержки проводимости. Время от момента повышения входного напряжения до 10 % до момента падения VDS до 90 % его амплитуды.

Tr: время нарастания, время падения выходного напряжения VDS с 90% до 10% его амплитуды.

Td(off): Время задержки выключения, время от момента, когда входное напряжение упадет до 90 %, до момента, когда VDS повысится до 10 % от напряжения выключения.

Tf: Время спада, время, в течение которого выходное напряжение VDS возрастает с 10% до 90% его амплитуды.

СНПЧ: входная емкость, закорачивание стока и истока и измерение емкости между затвором и истоком с помощью сигнала переменного тока. СНПЧ= CGD + CGS (короткое замыкание CDS). Он оказывает прямое влияние на задержки включения и выключения устройства.

Coss: Выходная емкость, закоротите затвор и исток и измерьте емкость между стоком и истоком с помощью сигнала переменного тока. Косс = CDS +CGD

Crss: Емкость обратной передачи. Когда исток подключен к земле, измеренная емкость между стоком и затвором Crss=CGD. Одним из важных параметров переключателей является время нарастания и спада. Crss=ЦГД

Межэлектродная емкость и индуцированная емкость MOSFET у большинства производителей подразделяются на входную емкость, выходную емкость и емкость обратной связи. Приведенные значения относятся к фиксированному напряжению сток-исток. Эти емкости изменяются при изменении напряжения сток-исток, и значение емкости имеет ограниченный эффект. Значение входной емкости дает лишь приблизительное представление о заряде, требуемом схемой драйвера, тогда как информация о заряде затвора более полезна. Он указывает количество энергии, которое должен зарядить затвор, чтобы достичь определенного напряжения затвор-исток.

4. Характеристические параметры лавинного пробоя

Параметр характеристики лавинного пробоя является показателем способности МОП-транзистора противостоять перенапряжению в выключенном состоянии. Если напряжение превысит предельное напряжение сток-исток, устройство окажется в лавинном состоянии.

EAS: Энергия лавинного пробоя одиночного импульса. Это предельный параметр, указывающий максимальную энергию лавинного пробоя, которую может выдержать МОП-транзистор.

IAR: лавинный ток

EAR: Энергия повторного лавинного пробоя

5. Параметры диода in vivo.

IS: Непрерывный максимальный ток свободного хода (от источника)

ISM: максимальный импульсный ток свободного хода (от источника)

VSD: прямое падение напряжения

Trr: время обратного восстановления

Qrr: обратное восстановление заряда

Тон: время прямой проводимости. (в основном незначительно)

Характеристики лавинного пробоя WINSOK MOSFET

Определение времени включения MOSFET и времени выключения

В процессе подачи заявки часто необходимо учитывать следующие характеристики:

1. Положительный температурный коэффициент характеристики В (БР) ДСС. Эта характеристика, отличающая биполярные устройства, делает их более надежными при повышении обычных рабочих температур. Но также необходимо обратить внимание на его надежность при низкотемпературном холодном пуске.

2. Характеристика отрицательного температурного коэффициента V(GS)th. Пороговый потенциал затвора будет в определенной степени уменьшаться по мере увеличения температуры перехода. Некоторое излучение также уменьшит этот пороговый потенциал, возможно, даже ниже нуля. Эта функция требует от инженеров обратить внимание на помехи и ложное срабатывание МОП-транзисторов в таких ситуациях, особенно для приложений МОП-транзисторов с низким пороговым потенциалом. Из-за этой характеристики иногда необходимо спроектировать потенциал отключения драйвера затвора на отрицательное значение (имеется в виду N-тип, P-тип и т. д.), чтобы избежать помех и ложного срабатывания.

3. Положительный температурный коэффициент характеристики VDSon/RDSo. Характеристика, заключающаяся в незначительном увеличении VDSon/RDSon при повышении температуры перехода, позволяет напрямую использовать МОП-транзисторы параллельно. Биполярные устройства в этом плане как раз наоборот, поэтому их параллельное использование становится достаточно сложным. RDson также немного увеличится по мере увеличения ID. Эта характеристика, а также положительные температурные характеристики перехода и поверхности RDson позволяют MOSFET избежать вторичного пробоя, как в биполярных устройствах. Однако следует отметить, что эффект этой функции весьма ограничен. При параллельном использовании, двухтактном или других приложениях нельзя полностью полагаться на саморегулирование этой функции. Некоторые фундаментальные меры все еще необходимы. Эта характеристика также объясняет, что потери проводимости становятся больше при высоких температурах. Поэтому особое внимание следует уделить выбору параметров при расчете потерь.

4. Характеристики ID с отрицательным температурным коэффициентом, понимание параметров MOSFET и его основных характеристик ID значительно уменьшатся по мере увеличения температуры перехода. Эта характеристика заставляет при проектировании часто учитывать ее внутренние параметры при высоких температурах.

5. Характеристики лавинной способности IER/EAS с отрицательным температурным коэффициентом. После увеличения температуры перехода, хотя МОП-транзистор будет иметь большее значение V(BR)DSS, следует отметить, что EAS будет значительно уменьшен. То есть его способность противостоять лавинам в условиях высоких температур гораздо слабее, чем при обычных температурах.

6. Проводимость и характеристики обратного восстановления паразитного диода в МОП-транзисторе не лучше, чем у обычных диодов. Не предполагается, что он будет использоваться в качестве основного носителя тока в контуре конструкции. Блокировочные диоды часто подключаются последовательно, чтобы вывести из строя паразитные диоды в корпусе, а дополнительные параллельные диоды используются для формирования электрического носителя цепи. Однако его можно рассматривать как носитель в случае кратковременной проводимости или некоторых требований к небольшому току, таких как синхронное выпрямление.

7. Быстрый рост потенциала стока может вызвать ложное срабатывание привода затвора, поэтому эту возможность необходимо учитывать в больших приложениях dVDS/dt (высокочастотные схемы быстрого переключения).