Canto sabes sobre os parámetros MOSFET? OLUKEY analízao por ti

"MOSFET" é a abreviatura de Metal Oxide Semicoductor Field Effect Transistor. É un dispositivo feito de tres materiais: metal, óxido (SiO2 ou SiN) e semicondutor. MOSFET é un dos dispositivos máis básicos no campo dos semicondutores. Tanto se se trata de deseño de IC como de aplicacións de circuítos a nivel de placa, é moi extenso. Os principais parámetros de MOSFET inclúen ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th), etc. Coñeces estes? OLUKEY Company, como winsok taiwanesa de gama media e alta de media e baixa tensiónMOSFETproveedor de servizos de axente, ten un equipo principal con case 20 anos de experiencia para explicarche detalladamente os distintos parámetros de MOSFET.

Figura: Folla de especificacións WINSOK MOSFETWSG03N10

Descrición do significado dos parámetros MOSFET

1. Parámetros extremos:

ID: corrente máxima de drenaxe-fonte. Refírese á corrente máxima permitida para pasar entre o drenaxe e a fonte cando o transistor de efecto de campo funciona normalmente. A corrente de funcionamento do transistor de efecto de campo non debe exceder ID. Este parámetro diminúe a medida que aumenta a temperatura da unión.

IDM: Máxima corrente de drenaxe-fonte pulsada. Este parámetro diminuirá a medida que aumente a temperatura da unión, reflectindo unha resistencia ao impacto e tamén está relacionado co tempo do pulso. Se este parámetro é demasiado pequeno, o sistema pode correr o risco de ser avariado pola corrente durante a proba OCP.

PD: Potencia máxima disipada. Refírese á máxima disipación de enerxía da fonte de drenaxe permitida sen deteriorar o rendemento do transistor de efecto de campo. Cando se usa, o consumo de enerxía real do FET debe ser menor que o do PDSM e deixar unha certa marxe. Este parámetro xeralmente diminúe a medida que aumenta a temperatura da unión

VDSS: Tensión soportada da fonte de descarga máxima. A tensión da fonte de drenaxe cando a corrente de drenaxe que flúe alcanza un valor específico (aumenta bruscamente) baixo unha temperatura específica e un curtocircuíto da fonte de porta. A tensión drenaxe-fonte neste caso tamén se denomina tensión de avalancha. O VDSS ten un coeficiente de temperatura positivo. A -50 °C, o VDSS é aproximadamente o 90% do que a 25 °C. Debido á tolerancia normalmente deixada na produción normal, a tensión de avalancha de MOSFET é sempre maior que a tensión nominal nominal.

OLUKEYConsellos cálidos: para garantir a fiabilidade do produto, nas peores condicións de traballo, recoméndase que a tensión de traballo non supere o 80~90% do valor nominal.

VGSS: Tensión máxima soportada da fonte. Refírese ao valor VGS cando a corrente inversa entre a porta e a fonte comeza a aumentar bruscamente. Superar este valor de tensión provocará a ruptura dieléctrica da capa de óxido da porta, que é unha avaría destrutiva e irreversible.

TJ: Temperatura máxima de unión de funcionamento. Normalmente é de 150 ℃ ou 175 ℃. Baixo as condicións de traballo do deseño do dispositivo, é necesario evitar superar esta temperatura e deixar unha certa marxe.

TSTG: rango de temperatura de almacenamento

Estes dous parámetros, TJ e TSTG, calibran o intervalo de temperatura de unión permitido polo ambiente de traballo e almacenamento do dispositivo. Este intervalo de temperatura está configurado para cumprir os requisitos mínimos de vida útil do dispositivo. Se se garante que o dispositivo funciona dentro deste intervalo de temperatura, a súa vida útil prolongarase moito.

2. Parámetros estáticos

As condicións de proba de MOSFET son xeralmente de 2,5 V, 4,5 V e 10 V.

V(BR)DSS: Tensión de avaría da fonte de drenaxe. Refírese á tensión de fonte de drenaxe máxima que pode soportar o transistor de efecto de campo cando a tensión da fonte da porta VGS é 0. Este é un parámetro limitante e a tensión de funcionamento aplicada ao transistor de efecto de campo debe ser inferior a V(BR) DSS. Ten características de temperatura positivas. Polo tanto, o valor deste parámetro en condicións de baixa temperatura debe tomarse como unha consideración de seguridade.

△V(BR)DSS/△Tj: coeficiente de temperatura da tensión de avaría da fonte de drenaxe, xeralmente 0,1V/℃

RDS(on): baixo certas condicións de VGS (normalmente 10V), temperatura de unión e corrente de drenaxe, a resistencia máxima entre drenaxe e fonte cando o MOSFET está acendido. É un parámetro moi importante que determina a potencia consumida cando se acende o MOSFET. Este parámetro xeralmente aumenta a medida que aumenta a temperatura da unión. Polo tanto, o valor deste parámetro na temperatura de unión de funcionamento máis alta debe utilizarse para o cálculo da perda e caída de tensión.

VGS(th): tensión de encendido (tensión límite). Cando a tensión de control da porta externa VGS supera VGS(th), as capas de inversión superficial das rexións de drenaxe e fonte forman unha canle conectada. Nas aplicacións, a tensión da porta cando ID é igual a 1 mA baixo a condición de curtocircuíto de drenaxe chámase a miúdo tensión de aceso. Este parámetro xeralmente diminúe a medida que aumenta a temperatura da unión

IDSS: corrente saturada da fonte de drenaxe, a corrente da fonte de drenaxe cando a tensión de porta VGS=0 e VDS é un valor determinado. Xeralmente a nivel de microamperios

IGSS: corrente de accionamento da fonte de porta ou corrente inversa. Dado que a impedancia de entrada MOSFET é moi grande, o IGSS xeralmente está no nivel de nanoamp.

3. Parámetros dinámicos

gfs: transcondutividade. Refírese á relación entre o cambio na corrente de saída de drenaxe e o cambio na tensión da fonte da porta. É unha medida da capacidade da tensión da fonte para controlar a corrente de drenaxe. Consulte o gráfico para ver a relación de transferencia entre gfs e VGS.

Qg: Capacidade de carga total da porta. MOSFET é un dispositivo de condución de tipo voltaxe. O proceso de condución é o proceso de establecemento da tensión de porta. Isto conséguese cargando a capacidade entre a fonte da porta e o dreno da porta. Este aspecto será discutido en detalle a continuación.

Qgs: capacidade de carga da fonte da porta

Qgd: carga de porta a drenaxe (tendo en conta o efecto Miller). MOSFET é un dispositivo de condución de tipo voltaxe. O proceso de condución é o proceso de establecemento da tensión de porta. Isto conséguese cargando a capacidade entre a fonte da porta e o dreno da porta.

Td(on): tempo de retardo da condución. O tempo desde que a tensión de entrada aumenta ata o 10% ata que o VDS cae ao 90% da súa amplitude

Tr: tempo de subida, o tempo para que a tensión de saída VDS caia do 90% ao 10% da súa amplitude

Td (apagado): tempo de atraso de apagado, o tempo desde que a tensión de entrada cae ata o 90% ata que o VDS aumenta ata o 10% da súa tensión de apagado.

Tf: tempo de caída, o tempo para que a tensión de saída VDS aumente do 10% ao 90% da súa amplitude

Ciss: capacitancia de entrada, curtocircuíto do drenaxe e da fonte e medir a capacitancia entre a porta e a fonte cun sinal de CA. Ciss= CGD + CGS (curtocircuíto CDS). Ten un impacto directo nos atrasos de aceso e apagado do dispositivo.

Coss: capacitancia de saída, curtocircuíto na porta e a fonte e mide a capacitancia entre o drenaxe e a fonte cun sinal de CA. Coss = CDS + CGD

Crss: capacitancia de transmisión inversa. Coa fonte conectada a terra, a capacidade medida entre o drenaxe e a porta Crss=CGD. Un dos parámetros importantes para os interruptores é o tempo de subida e baixada. Crss=CGD

A capacitancia interelectrodo e a capacitancia inducida por MOSFET dos MOSFET divídense en capacitancia de entrada, capacitancia de saída e capacitancia de realimentación pola maioría dos fabricantes. Os valores indicados son para unha tensión fixa de drenaxe a fonte. Estas capacidades cambian a medida que cambia a tensión da fonte de drenaxe e o valor da capacidade ten un efecto limitado. O valor da capacitancia de entrada só dá unha indicación aproximada da carga requirida polo circuíto do controlador, mentres que a información de carga da porta é máis útil. Indica a cantidade de enerxía que debe cargar a porta para alcanzar unha tensión específica de porta a fonte.

4. Parámetros característicos de avalancha

O parámetro característico de avalancha é un indicador da capacidade do MOSFET para resistir a sobretensión no estado apagado. Se a tensión supera a tensión límite da fonte de drenaxe, o dispositivo estará en estado de avalancha.

EAS: Enerxía de avalancha dun só pulso. Este é un parámetro límite, que indica a enerxía máxima de avalancha que pode soportar o MOSFET.

IAR: corrente de avalancha

OÍDO: Enerxía de avalancha repetida

5. Parámetros do diodo in vivo

IS: corrente de roda libre máxima continua (da fonte)

ISM: corrente de roda libre máxima de pulso (da fonte)

VSD: caída de tensión directa

Trr: tempo de recuperación inverso

Qrr: recuperación de carga inversa

Ton: tempo de condución cara adiante. (Basicamente insignificante)

Parámetros característicos de avalancha de WINSOK MOSFET

Definición do tempo de activación e desactivación do MOSFET

Durante o proceso de solicitude, moitas veces hai que ter en conta as seguintes características:

1. Características do coeficiente de temperatura positivo de V (BR) DSS. Esta característica, que é diferente dos dispositivos bipolares, fainos máis fiables a medida que aumentan as temperaturas de funcionamento normais. Pero tamén cómpre prestar atención á súa fiabilidade durante os arranques en frío a baixa temperatura.

2. Características do coeficiente de temperatura negativo de V(GS)th. O potencial limiar da porta diminuirá ata certo punto a medida que aumente a temperatura da unión. Algunha radiación tamén reducirá este potencial limiar, posiblemente incluso por debaixo do potencial 0. Esta característica require que os enxeñeiros presten atención á interferencia e á activación falsa dos MOSFET nestas situacións, especialmente para aplicacións de MOSFET con baixos potenciais de limiar. Debido a esta característica, ás veces é necesario deseñar o potencial de baixa tensión do controlador de porta a un valor negativo (referíndose ao tipo N, tipo P, etc.) para evitar interferencias e disparos falsos.

3.Características do coeficiente de temperatura positivo de VDSon/RDSo. A característica de que VDSon/RDSon aumenta lixeiramente a medida que aumenta a temperatura da unión fai posible utilizar directamente MOSFET en paralelo. Os dispositivos bipolares son todo o contrario neste sentido, polo que o seu uso en paralelo faise bastante complicado. RDSon tamén aumentará lixeiramente a medida que aumente o ID. Esta característica e as características de temperatura positivas da unión e da superficie RDSon permiten que os MOSFET eviten avarías secundarias como os dispositivos bipolares. Non obstante, hai que ter en conta que o efecto desta característica é bastante limitado. Cando se usa en aplicacións paralelas, push-pull ou outras, non pode confiar completamente na autorregulación desta función. Aínda son necesarias algunhas medidas fundamentais. Esta característica tamén explica que as perdas de condución sexan maiores a altas temperaturas. Polo tanto, debe prestarse especial atención á selección de parámetros ao calcular as perdas.

4. As características do coeficiente de temperatura negativo de ID, a comprensión dos parámetros MOSFET e as súas principais características ID diminuirán significativamente a medida que aumente a temperatura da unión. Esta característica fai que moitas veces sexa necesario considerar os seus parámetros ID a altas temperaturas durante o deseño.

5. Características do coeficiente de temperatura negativo da capacidade de avalancha IER/EAS. Despois de que a temperatura da unión aumente, aínda que o MOSFET terá un V(BR)DSS maior, hai que ter en conta que o EAS reducirase significativamente. É dicir, a súa capacidade para soportar avalanchas en condicións de alta temperatura é moito máis débil que a de temperatura normal.

6. A capacidade de condución e o rendemento de recuperación inversa do díodo parasitario no MOSFET non son mellores que os dos díodos ordinarios. Non se espera que se use como principal portador de corrente no bucle do deseño. Os díodos de bloqueo adoitan conectarse en serie para invalidar os díodos parasitos do corpo, e úsanse díodos paralelos adicionais para formar un portador eléctrico de circuíto. Non obstante, pode considerarse como portadora no caso de condución a curto prazo ou algúns pequenos requisitos actuais como a rectificación síncrona.

7. O rápido aumento do potencial de drenaxe pode provocar un desencadeamento espurio da unidade de porta, polo que esta posibilidade debe ser considerada en grandes aplicacións dVDS/dt (circuítos de conmutación rápida de alta frecuencia).