Тлумачэнне кожнага параметра магутнасці MOSFET

VDSS Максімальнае напружанне сток-крыніца

Пры замыканні крыніцы засаўкі намінальнае напружанне сток-выток (VDSS) - гэта максімальнае напружанне, якое можна падаць на сток-выток без лавіннага прабоя. У залежнасці ад тэмпературы фактычнае напружанне лавіннага прабоя можа быць ніжэй, чым намінальнае VDSS. Для падрабязнага апісання V(BR)DSS гл. Электрастатычны

Для падрабязнага апісання V(BR)DSS гл. Электрастатычныя характарыстыкі.

VGS Максімальнае напружанне крыніцы засаўкі

Намінальнае напружанне VGS - гэта максімальнае напружанне, якое можна прыкласці паміж полюсамі крыніцы засаўкі. Асноўная мэта ўстаноўкі гэтага намінальнага напружання - прадухіліць пашкоджанне аксіду засаўкі, выкліканае празмерным напружаннем. Фактычнае напружанне, якое можа вытрымаць аксід затвора, значна вышэйшае за намінальнае, але будзе змяняцца ў залежнасці ад вытворчага працэсу.

Сапраўдны аксід засаўкі можа вытрымліваць напружанне значна большае, чым намінальнае, але гэта будзе змяняцца ў залежнасці ад вытворчага працэсу, таму захаванне VGS у межах намінальнага напружання забяспечыць надзейнасць прымянення.

ID - бесперапынны ток уцечкі

ID вызначаецца як максімальна дапушчальны бесперапынны пастаянны ток пры максімальнай намінальнай тэмпературы спалучэння ТДж (макс.) і тэмпературы паверхні трубкі 25°C або вышэй. Гэты параметр з'яўляецца функцыяй намінальнага цеплавога супраціўлення паміж злучэннем і корпусам, RθJC, і тэмпературы корпуса:

Страты пры пераключэнні не ўключаны ў ID, і для практычнага выкарыстання цяжка падтрымліваць тэмпературу паверхні трубкі на ўзроўні 25°C (Tcase). Такім чынам, фактычны ток пераключэння ў прыкладаннях з жорсткай камутацыяй звычайна складае менш за палову намінальнага ідэнтыфікатара пры TC = 25°C, звычайна ў дыяпазоне ад 1/3 да 1/4. дадатковыя.

Акрамя таго, ID пры пэўнай тэмпературы можа быць ацэнены, калі выкарыстоўваецца цеплавое супраціўленне JA, што з'яўляецца больш рэалістычным значэннем.

IDM - Impulse Drain Current

Гэты параметр адлюстроўвае велічыню імпульснага току, які можа апрацоўваць прылада, які значна вышэй, чым бесперапынны пастаянны ток. Мэтай вызначэння IDM з'яўляецца: амічная вобласць лініі. Для пэўнага напружання затвор-вытокMOSFETправодзіць пры наяўнасці максімальнага току ўцечкі

ток. Як паказана на малюнку, для дадзенага напружання затвор-выток, калі рабочая кропка знаходзіцца ў лінейнай вобласці, павелічэнне току сцёку павышае напружанне сцёк-выток, што павялічвае страты на праводнасць. Працяглая праца на высокай магутнасці прывядзе да выхаду прылады з ладу. Па гэтай прычыне

Такім чынам, намінальны IDM павінен быць усталяваны ніжэй за вобласць пры тыповых напружаннях кіравання засаўкай. Кропка адсячэння вобласці знаходзіцца на скрыжаванні Vgs і крывой.

Такім чынам, трэба ўсталяваць верхнюю мяжу шчыльнасці току, каб мікрасхема не занадта нагрэлася і не перагарэла. Па сутнасці, гэта робіцца для прадухілення празмернага праходжання току праз пакетныя провады, бо ў некаторых выпадках "самым слабым злучэннем" на ўсім чыпе з'яўляецца не чып, а пакетныя провады.

Улічваючы абмежаванні цеплавога ўздзеяння на IDM, павелічэнне тэмпературы залежыць ад працягласці імпульсу, інтэрвалу часу паміж імпульсамі, рассейвання цяпла, RDS(on), а таксама формы хвалі і амплітуды імпульснага току. Простае перакананне, што імпульсны ток не перавышае мяжу IDM, не гарантуе захавання тэмпературы спалучэння

не перавышае гранічна дапушчальнага значэння. Тэмпературу спалучэння пры імпульсным току можна ацаніць, спасылаючыся на абмеркаванне пераходнага цеплавога супраціву ў раздзеле "Цеплавыя і механічныя ўласцівасці".

PD - агульная дапушчальная магутнасць рассейвання канала

Агульная дапушчальная магутнасць рассейвання канала калібруе максімальную рассейваную магутнасць, якую можа рассейваць прылада, і можа быць выказана як функцыя максімальнай тэмпературы спалучэння і цеплавога супраціву пры тэмпературы корпуса 25°C.

TJ, TSTG - Дыяпазон тэмператур навакольнага асяроддзя пры эксплуатацыі і захоўванні

Гэтыя два параметры калібруюць дыяпазон тэмператур спалучэння, дазволены асяроддзем працы і захоўвання прылады. Гэты тэмпературны дыяпазон усталяваны ў адпаведнасці з мінімальным тэрмінам службы прылады. Забеспячэнне працы прылады ў гэтым дыяпазоне тэмператур значна падоўжыць тэрмін яе эксплуатацыі.

EAS - аднаімпульсная энергія лавіннага прабоя

 

Калі перавышэнне напружання (звычайна з-за току ўцечкі і блукаючай індуктыўнасці) не перавышае напружанне прабоя, прылада не будзе падвяргацца лавіннаму прабою і, такім чынам, не мае патрэбы ў здольнасці рассейваць лавінны прабой. Энергія лавіннага прабоя калібруе пераходны пераход, які можа вытрымаць прылада.

Энергія лавіннага прабоя вызначае бяспечнае значэнне пераходнага перападу напружання, якое можа вытрымаць прылада, і залежыць ад колькасці энергіі, якую неабходна рассейваць, каб адбыўся лавінны прабой.

Прылада, якая вызначае рэйтынг энергіі лавіннага прабоя, звычайна таксама вызначае рэйтынг EAS, які па значэнні падобны да рэйтынгу UIS, і вызначае, колькі энергіі зваротнага лавіннага прабоя прылада можа бяспечна паглынуць.

L - гэта значэнне індуктыўнасці, а iD - гэта пікавы ток, які цячэ ў індуктыўнасці, які рэзка пераўтворыцца ў ток сцёку ў вымяральнай прыладзе. Напружанне, якое ствараецца на індуктыўнасці, перавышае напружанне прабоя MOSFET і прывядзе да лавіннага прабоя. Калі адбываецца лавінападобны паломка, ток індуктара будзе праходзіць праз прыладу MOSFET, нават каліMOSFETвыключаны. Энергія, назапашаная ў шпульцы індуктыўнасці, падобная на энергію, назапашаную ў бяздомным індуктары і рассейваную MOSFET.

Калі MOSFET злучаны паралельна, напружанне прабоя паміж прыладамі наўрад ці аднолькавае. Звычайна адбываецца так, што адна прылада першая адчувае лавінны паломку, і ўсе наступныя токі лавіннага прабоя (энергія) праходзяць праз гэтую прыладу.

EAR - Энергія паўторнай лавіны

Энергія паўтаральных лавін стала «прамысловым стандартам», але без ўстаноўкі частаты, іншых страт і колькасці астуджэння гэты параметр не мае значэння. Умова рассейвання цяпла (астуджэння) часта кіруе перыядычнай энергіяй лавіны. Таксама цяжка прадказаць узровень энергіі, якая ўтвараецца пры лавінным прабоі.

Таксама цяжка прадказаць узровень энергіі, якая ўтвараецца пры лавінным прабоі.

Сапраўднае значэнне рэйтынгу EAR заключаецца ў каліброўцы энергіі паўторнага лавіннага паломкі, якую прылада можа вытрымаць. Гэта вызначэнне прадугледжвае адсутнасць абмежаванняў па частаце, каб прылада не перагравалася, што рэальна для любой прылады, дзе можа адбыцца лавінападобная паломка.

Рэкамендуецца вымераць тэмпературу працоўнай прылады або радыятара, каб убачыць, ці не пераграваецца прылада MOSFET падчас праверкі канструкцыі прылады, асабліва для прылад, дзе верагодная лавінапаломка.

IAR - ток лавіннага прабоя

Для некаторых прылад тэндэнцыя ўсталявання току на чыпе падчас лавіннага паломкі патрабуе абмежавання лавіннага току IAR. Такім чынам, лавінны ток становіцца «дробным шрыфтам» спецыфікацыі энергіі лавіннага прабоя; гэта паказвае сапраўдныя магчымасці прылады.

Частка II Статычныя электрычныя характарыстыкі

V(BR)DSS: напружанне прабоя сток-крыніца (напружанне разбурэння)

V(BR)DSS (часам званы VBDSS) - гэта напружанне сток-выток, пры якім ток, які праходзіць праз сток, дасягае пэўнага значэння пры пэўнай тэмпературы і пры замыканні крыніцы засаўкі. Напружанне сток-выток у гэтым выпадку з'яўляецца напругай лавіннага прабоя.

V(BR)DSS - гэта станоўчы тэмпературны каэфіцыент, а пры нізкіх тэмпературах V(BR)DSS меншы за максімальную намінальную напругу сток-крыніца пры 25°C. Пры -50°C V(BR)DSS менш, чым максімальнае намінальнае напружанне сток-крыніца пры -50°C. Пры -50°C V(BR)DSS складае прыкладна 90% ад максімальнага намінальнага напружання сток-крыніца пры 25°C.

VGS(th), VGS(off): парогавае напружанне

VGS(th) - гэта напружанне, пры якім дадатковае напружанне крыніцы засаўкі можа выклікаць ток у сцёку або знікненне току, калі МАП-транзістар выключаны, а таксама ўмовы для тэставання (ток сцёку, напружанне крыніцы сцёку, спалучэнне тэмпература) таксама ўказваюцца. Звычайна ўсе MOS-затворы адрозніваюцца

парогавыя напружання будуць рознымі. Таму вызначаецца дыяпазон змены VGS(th).VGS(th) - адмоўны тэмпературны каэфіцыент, калі тэмпература павышаецца,MOSFETбудзе ўключацца пры адносна нізкім напружанні крыніцы засаўкі.

RDS (уключана): Супраціў уключэння

RDS(on) - гэта супраціўленне сток-выток, вымеранае пры пэўным току сцёку (звычайна палова ID току), напрузе на затвор-выток і 25°C. RDS(on) - гэта супраціўленне сток-выток, якое вымяраецца пры пэўным току сцёку (звычайна палова ID току), напрузе затвор-выток і 25°C.

IDSS: ток уцечкі нулявога напружання засаўкі

IDSS - гэта ток уцечкі паміж сцёкам і крыніцай пры пэўным напружанні сток-крыніца, калі напружанне затвор-крыніца роўна нулю. Паколькі ток уцечкі ўзрастае з павышэннем тэмпературы, IDSS вызначаецца як пры пакаёвай, так і пры высокай тэмпературах. Рассейванне магутнасці з-за току ўцечкі можна вылічыць шляхам множання IDSS на напружанне паміж крыніцамі сцёку, якое звычайна нязначнае.

IGSS - Ток уцечкі крыніцы затвора

IGSS - гэта ток уцечкі, які праходзіць праз затвор пры пэўным напрузе крыніцы затвора.

Частка III Дынамічныя электрычныя характарыстыкі

Ciss : Уваходная ёмістасць

Ёмістасць паміж засаўкай і крыніцай, вымераная сігналам пераменнага току шляхам замыкання сцёку на крыніцу, з'яўляецца ўваходнай ёмістасцю; Ciss утвараецца шляхам паралельнага злучэння ёмістасці выхаду засаўкі, Cgd, і ёмістасці вытоку засаўкі, Cgs, або Ciss = Cgs + Cgd. Прылада ўключаецца, калі ўваходная ёмістасць зараджаецца да парогавага напружання, і выключаецца, калі разраджаецца да пэўнага значэння. Такім чынам, схема драйвера і Ciss аказваюць непасрэдны ўплыў на затрымку ўключэння і выключэння прылады.

Coss : Выхадная ёмістасць

Выхадная ёмістасць - гэта ёмістасць паміж сцёкам і крыніцай, вымераная з дапамогай сігналу пераменнага току, калі крыніца засаўкі замкнута, Coss утвараецца шляхам паралельвання ёмістасці сток-выток Cds і ёмістасці затвор-сток Cgd, або Coss = Cds + Cgd. Для прыкладанняў з мяккім пераключэннем Coss вельмі важны, таму што можа выклікаць рэзананс у ланцугу.

Crss: Ёмістасць зваротнай перадачы

Ёмістасць, вымераная паміж сцёкам і засаўкай пры заземленым крыніцы, з'яўляецца ёмістасцю зваротнага перадачы. Ёмістасць зваротнай перадачы эквівалентная ёмістасці сцёку засаўкі, Cres = Cgd, і часта называецца ёмістасцю Мілера, якая з'яўляецца адным з найбольш важных параметраў для часу нарастання і спаду пераключальніка.

Гэта важны параметр для часу нарастання і спаду пераключэння, а таксама ўплывае на час затрымкі выключэння. Ёмістасць памяншаецца па меры павелічэння напружання сцёку, асабліва выхадная ёмістасць і ёмістасць зваротнай перадачы.

Qgs, Qgd і Qg: Gate Charge

Значэнне зарада засаўкі адлюстроўвае зарад, які захоўваецца на кандэнсатары паміж клемамі. Паколькі зарад на кандэнсатары змяняецца з напругай у момант пераключэння, уплыў зарада затвора часта ўлічваецца пры распрацоўцы схем драйвера затвора.

Qgs - гэта зарад ад 0 да першай кропкі перагіну, Qgd - гэта частка ад першай да другой кропкі перагіну (таксама званы зарадам "Мілера"), а Qg - гэта частка ад 0 да кропкі, дзе VGS роўная пэўнаму дыску напруга.

Змены току ўцечкі і напружання крыніцы ўцечкі аказваюць адносна невялікі ўплыў на значэнне зарада затвора, і зарад затвора не змяняецца з тэмпературай. Ўмовы выпрабаванняў удакладняюцца. Графік зарада затвора паказаны ў тэхнічным лісце, уключаючы адпаведныя крывыя змены зарада затвора для фіксаванага току ўцечкі і змены напружання крыніцы ўцечкі.

Адпаведныя крывыя змены зарада затвора для фіксаванага току сцёку і змены напружання крыніцы сцёку ўключаны ў тэхнічныя табліцы. На графіку напружанне плато VGS(pl) павялічваецца менш з павелічэннем току (і памяншаецца з памяншэннем току). Напружанне плато таксама прапарцыянальна парогаваму напружанню, таму рознае парогавае напружанне будзе ствараць іншае напружанне плато.

напруга.

Наступная схема больш падрабязная і прыкладная:

td(on): час затрымкі ўключэння

Час затрымкі ўключэння - гэта час ад моманту павышэння напружання крыніцы засаўкі да 10% ад напружання прывада засаўкі да моманту павышэння току ўцечкі да 10% зададзенага току.

td(off) : час затрымкі выключэння

Час затрымкі адключэння - гэта час, які прайшоў з моманту падзення напружання крыніцы засаўкі да 90% ад напружання прывада засаўкі да падзення току ўцечкі да 90% зададзенага току. Гэта паказвае затрымку перад перадачай току ў нагрузку.

tr : Час уздыму

Час нарастання - гэта час, за які ток сцёку павялічваецца з 10% да 90%.

tf : Час падзення

Час падзення - гэта час, за які ток сцёку ўпадзе з 90% да 10%.