Kui palju teate MOSFETi parameetritest? OLUKEY analüüsib seda teie eest

"MOSFET" on metallioksiidi pooljuhtväljatransistori lühend. See on seade, mis on valmistatud kolmest materjalist: metallist, oksiidist (SiO2 või SiN) ja pooljuhist. MOSFET on pooljuhtide valdkonnas üks elementaarsemaid seadmeid. Olenemata sellest, kas see on IC-disaini või plaaditaseme vooluringirakenduste puhul, on see väga ulatuslik. MOSFETi peamised parameetrid on ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th) jne. Kas tead neid? OLUKEY Company, kui winsok Taiwani keskmise ja kõrge taseme kesk- ja madalpingeMOSFETagent teenusepakkuja, kellel on peaaegu 20-aastase kogemusega põhimeeskond, kes selgitab teile üksikasjalikult MOSFETi erinevaid parameetreid!

Joonis: WINSOK MOSFETWSG03N10 spetsifikatsioonileht

MOSFET-i parameetrite tähenduse kirjeldus

1. Äärmuslikud parameetrid:

ID: maksimaalne äravooluallika vool. See viitab maksimaalsele voolule, mis on lubatud äravoolu ja allika vahel, kui väljatransistor töötab normaalselt. Väljatransistori töövool ei tohiks ületada ID-d. See parameeter väheneb, kui ristmiku temperatuur tõuseb.

IDM: maksimaalne impulss- äravooluallika vool. See parameeter väheneb ristmiku temperatuuri tõustes, peegeldades löögikindlust ja on seotud ka impulsi ajaga. Kui see parameeter on liiga väike, võib süsteem OCP testimise ajal voolu tõttu laguneda.

PD: maksimaalne hajutatud võimsus. See viitab maksimaalsele äravooluallika võimsuse hajumisele, mis ei kahjusta väljatransistori jõudlust. Kasutamisel peaks FET-i tegelik energiatarve olema väiksem kui PDSM-i oma ja jätma teatud varu. See parameeter üldiselt väheneb, kui ristmiku temperatuur tõuseb

VDSS: maksimaalne äravooluallika vastupidavuspinge. Äravooluallika pinge, kui voolav äravooluvool saavutab teatud väärtuse (järsult hüppeliselt) konkreetse temperatuuri ja paisuallika lühise korral. Äravooluallika pinget nimetatakse sel juhul ka laviini läbilöögipingeks. VDSS-il on positiivne temperatuuritegur. Temperatuuril -50 °C on VDSS ligikaudu 90% temperatuurist 25 °C. Tavatootmises tavaliselt jäetud varu tõttu on MOSFET-i laviini läbilöögipinge alati suurem kui nimipinge.

OLUKEYSoojad näpunäited: Toote töökindluse tagamiseks on halvimate töötingimuste korral soovitatav, et tööpinge ei ületaks 80–90% nimiväärtusest.

VGSS: paisuallika maksimaalne vastupidavuspinge. See viitab VGS väärtusele, kui värava ja allika vaheline pöördvool hakkab järsult suurenema. Selle pinge väärtuse ületamine põhjustab paisu oksiidikihi dielektrilise purunemise, mis on hävitav ja pöördumatu rike.

TJ: maksimaalne tööühenduse temperatuur. Tavaliselt on see 150 ℃ või 175 ℃. Seadme disaini töötingimustes on vaja vältida selle temperatuuri ületamist ja jätta teatud varu.

TSTG: säilitustemperatuuri vahemik

Need kaks parameetrit, TJ ja TSTG, kalibreerivad ristmiku temperatuurivahemikku, mida seadme töö- ja salvestuskeskkond lubab. See temperatuurivahemik on seatud vastama seadme minimaalsele kasutusea nõuetele. Kui seade töötab selles temperatuurivahemikus, pikeneb selle tööiga oluliselt.

2. Staatilised parameetrid

MOSFET-i katsetingimused on tavaliselt 2,5 V, 4,5 V ja 10 V.

V(BR)DSS: äravooluallika rikkepinge. See viitab maksimaalsele äravooluallika pingele, mida väljatransistor suudab taluda, kui paisuallika pinge VGS on 0. See on piirav parameeter ja väljatransistorile rakendatav tööpinge peab olema väiksem kui V(BR) DSS. Sellel on positiivsed temperatuuriomadused. Seetõttu tuleks selle parameetri väärtust madalatel temperatuuridel võtta ohutuskaalutlusena.

△V(BR)DSS/△Tj: äravooluallika läbilöögipinge temperatuuritegur, üldiselt 0,1 V/℃

RDS (sees): teatud VGS-i (tavaliselt 10 V), ristmiku temperatuuri ja äravooluvoolu tingimustes on maksimaalne takistus äravoolu ja allika vahel, kui MOSFET on sisse lülitatud. See on väga oluline parameeter, mis määrab MOSFET-i sisselülitamisel tarbitava võimsuse. See parameeter üldiselt suureneb, kui ristmiku temperatuur tõuseb. Seetõttu tuleks kao ja pingelanguse arvutamiseks kasutada selle parameetri väärtust kõrgeima tööühenduse temperatuuri juures.

VGS(th): sisselülituspinge (lävipinge). Kui välise paisu juhtpinge VGS ületab VGS(th), moodustavad äravoolu- ja allikapiirkondade pinna inversioonikihid ühendatud kanali. Rakendustes nimetatakse paisu pinget, kui ID on 1 mA äravoolu lühise tingimustes, sageli sisselülituspingeks. See parameeter üldiselt väheneb, kui ristmiku temperatuur tõuseb

IDSS: küllastunud äravooluallika vool, äravooluallika vool, kui paisupinge VGS=0 ja VDS on teatud väärtus. Üldiselt mikroamprite tasemel

IGSS: paisuallika ajami vool või pöördvool. Kuna MOSFET-i sisendtakistus on väga suur, on IGSS üldiselt nanoampri tasemel.

3. Dünaamilised parameetrid

gfs: transkonduktiivsus. See viitab äravoolu väljundvoolu muutuse ja paisuallika pinge muutuse suhtele. See mõõdab paisuallika pinge võimet juhtida äravooluvoolu. Palun vaadake graafikut gfs-i ja VGS-i vahelise ülekandesuhte kohta.

Qg: värava kogu laadimisvõimsus. MOSFET on pingetüüpi juhtimisseade. Juhtimisprotsess on värava pinge määramise protsess. See saavutatakse väravaallika ja värava äravoolu vahelise mahtuvuse laadimisega. Seda aspekti arutatakse üksikasjalikult allpool.

Qgs: Värava allika laadimisvõimsus

Qgd: väravast äravooluni (arvestades Milleri efekti). MOSFET on pingetüüpi juhtimisseade. Juhtimisprotsess on värava pinge määramise protsess. See saavutatakse väravaallika ja värava äravoolu vahelise mahtuvuse laadimisega.

Td(sees): juhtivuse viivitusaeg. Aeg alates sisendpinge tõusust 10%-ni kuni VDS langemiseni 90%-ni oma amplituudist

Tr: tõusuaeg, aeg, mille jooksul väljundpinge VDS langeb 90%-lt 10%-le selle amplituudist

Td(off): väljalülitamise viivitusaeg, aeg alates sisendpinge langemisest 90%-ni kuni hetkeni, mil VDS tõuseb 10%-ni väljalülituspingest.

Tf: langemisaeg, aeg, mille jooksul väljundpinge VDS tõuseb 10%-lt 90%-le selle amplituudist

Ciss: sisendmahtuvus, lühistage äravool ja allikas ning mõõtke vahelduvvoolu signaaliga paisu ja allika vahelist mahtuvust. Ciss = CGD + CGS (CDS lühis). Sellel on otsene mõju seadme sisse- ja väljalülitamise viivitustele.

Coss: Väljundmahtuvus, lühistage värav ja allikas ning mõõtke vahelduvvoolu signaaliga äravoolu ja allika vahelist mahtuvust. Maksumus = CDS + CGD

Crss: tagurpidi ülekande mahtuvus. Kui allikas on maandusega ühendatud, on äravoolu ja värava vaheline mõõdetud mahtuvus Crss = CGD. Lülitite üheks oluliseks parameetriks on tõusu- ja langusaeg. Crss = CGD

Enamiku tootjate poolt jagatakse MOSFET-i elektroodidevaheline mahtuvus ja MOSFET-indutseeritud mahtuvus sisendmahtuvuseks, väljundmahtuvuseks ja tagasisidemahtuvuseks. Toodud väärtused kehtivad fikseeritud äravoolu-allika pinge kohta. Need mahtuvused muutuvad äravooluallika pinge muutudes ja mahtuvuse väärtusel on piiratud mõju. Sisendmahtuvuse väärtus annab vaid ligikaudse ülevaate juhi vooluringi nõutavast laadimisest, samas kui paisu laadimise teave on kasulikum. See näitab energia hulka, mida värav peab laadima, et jõuda konkreetse värava ja allika vahelisse pingesse.

4. Laviini purunemise iseloomulikud parameetrid

Laviini läbilöögi karakteristiku parameeter näitab MOSFETi võimet taluda väljalülitatud olekus ülepinget. Kui pinge ületab äravooluallika piirpinge, on seade laviiniseisundis.

EAS: ühe impulsi laviini lagunemise energia. See on piirparameeter, mis näitab maksimaalset laviini purunemisenergiat, mida MOSFET suudab vastu pidada.

IAR: laviinivool

KÕRV: Korduv laviini purunemise energia

5. In vivo dioodi parameetrid

IS: pidev maksimaalne vabakäiguvool (allikast)

ISM: impulsi maksimaalne vabakäiguvool (allikast)

VSD: ettepoole suunatud pingelangus

Trr: vastupidine taastumisaeg

QRr: pöördmaksustamise taastamine

Ton: edasijuhtimisaeg. (Põhimõtteliselt tühine)

WINSOK MOSFET laviini purunemise iseloomulikud parameetrid

MOSFETi sisselülitusaeg ja väljalülitusaja määratlus

Taotlusprotsessi käigus tuleb sageli arvestada järgmiste omadustega:

1. V (BR) DSS positiivse temperatuuriteguri karakteristikud. See omadus, mis erineb bipolaarsetest seadmetest, muudab need normaalse töötemperatuuri tõustes töökindlamaks. Kuid peate tähelepanu pöörama ka selle töökindlusele madala temperatuuriga külmkäivituse ajal.

2. V(GS)th negatiivse temperatuuriteguri karakteristikud. Värava lävipotentsiaal väheneb teatud määral, kui ristmiku temperatuur tõuseb. Mõni kiirgus vähendab ka seda lävipotentsiaali, võib-olla isegi alla 0 potentsiaali. See funktsioon nõuab, et insenerid pööraksid sellistes olukordades tähelepanu MOSFET-ide häiretele ja valekäivitamisele, eriti madala lävipotentsiaaliga MOSFET-rakenduste puhul. Selle omaduse tõttu on mõnikord vaja seada paisujuhi väljalülituspinge potentsiaal negatiivseks (viidates N-tüüpi, P-tüüpi jne), et vältida häireid ja valekäivitust.

3.VDSon/RDSo positiivsed temperatuuriteguri omadused. Omadus, et VDSon/RDSon ristmiku temperatuuri tõustes veidi suureneb, võimaldab MOSFETe otse paralleelselt kasutada. Bipolaarsed seadmed on selles osas just vastupidised, nii et nende paralleelne kasutamine muutub üsna keeruliseks. RDSon suureneb ka veidi, kui ID suureneb. See omadus ning ristmiku ja pinna RDSoni positiivsed temperatuurinäitajad võimaldavad MOSFET-il vältida sekundaarset riket nagu bipolaarsed seadmed. Siiski tuleb märkida, et selle funktsiooni mõju on üsna piiratud. Kui seda kasutatakse paralleelselt, push-pull või muude rakendustega, ei saa te täielikult loota selle funktsiooni iseregulatsioonile. Mõned põhimõttelised meetmed on endiselt vajalikud. See omadus selgitab ka seda, et juhtivuskaod muutuvad kõrgetel temperatuuridel suuremaks. Seetõttu tuleks kadude arvutamisel pöörata erilist tähelepanu parameetrite valikule.

4. ID negatiivse temperatuurikoefitsiendi karakteristikud, MOSFETi parameetrite mõistmine ja selle põhiomaduste ID vähenevad oluliselt, kui ristmiku temperatuur tõuseb. Selle omaduse tõttu on projekteerimisel sageli vaja arvestada selle ID parameetritega kõrgetel temperatuuridel.

5. Laviinivõime IER/EAS negatiivse temperatuuriteguri karakteristikud. Pärast ristmiku temperatuuri tõusu, kuigi MOSFET-il on suurem V(BR)DSS, tuleb märkida, et EAS-i vähendatakse oluliselt. See tähendab, et selle võime taluda kõrgetel temperatuuridel laviine on palju nõrgem kui tavatemperatuuril.

6. MOSFET-i parasiitdioodi juhtivus ja vastupidine taastumisvõime ei ole paremad kui tavalistel dioodidel. Eeldatavasti ei kasutata seda konstruktsioonis ahela peamise voolukandjana. Blokeerivad dioodid on sageli ühendatud järjestikku, et muuta keha parasiitdioodid kehtetuks, ja täiendavaid paralleelseid dioode kasutatakse ahela elektrikandja moodustamiseks. Siiski võib seda pidada kandjaks lühiajalise juhtivuse või mõne väikese vooluvajaduse (nt sünkroonse alaldi) korral.

7. Tühjenduspotentsiaali kiire tõus võib põhjustada paisuajami võltskäivituse, mistõttu tuleb seda võimalust kaaluda suurte dVDS/dt rakenduste puhul (kõrgsageduslikud kiired lülitusahelad).