"MOSFET" - гэта абрэвіятура ад металааксіднага паўправадніковага палявога транзістара. Гэта прылада, вырабленае з трох матэрыялаў: металу, аксіду (SiO2 або SiN) і паўправадніка. MOSFET з'яўляецца адным з самых асноўных прылад у галіне паўправаднікоў. Няхай гэта будзе ў распрацоўцы мікрасхем або ў праграмах на ўзроўні платы, ён вельмі шырокі. Асноўныя параметры MOSFET ўключаюць ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th) і г.д. Ці ведаеце вы іх? Кампанія OLUKEY, як winsok тайваньскага сярэдняга і высокага класа сярэдняга і нізкага напружанняMOSFETпастаўшчык паслуг агента, мае асноўную каманду з амаль 20-гадовым вопытам, каб падрабязна растлумачыць вам розныя параметры MOSFET!
Апісанне значэння параметраў MOSFET
1. Экстрэмальныя параметры:
ID: максімальны ток уцечкі-вытоку. Гэта адносіцца да максімальнага току, які можа праходзіць паміж сцёкам і крыніцай, калі палявы транзістар працуе нармальна. Працоўны ток палявога транзістара не павінен перавышаць ID. Гэты параметр памяншаецца па меры павышэння тэмпературы злучэння.
IDM: максімальны імпульсны ток выхад-выток. Гэты параметр будзе змяншацца па меры павелічэння тэмпературы злучэння, адлюстроўваючы ўстойлівасць да ўдару, а таксама звязаны з працягласцю імпульсу. Калі гэты параметр занадта малы, сістэма можа быць схільная рызыцы паломкі токам падчас тэставання OCP.
PD: Максімальная рассейваная магутнасць. Гэта адносіцца да максімальнага дазволенага рассейвання магутнасці сток-выток без пагаршэння прадукцыйнасці палявога транзістара. Пры выкарыстанні фактычнае энергаспажыванне FET павінна быць менш, чым у PDSM, і пакідаць пэўны запас. Гэты параметр звычайна памяншаецца па меры павышэння тэмпературы злучэння
VDSS: максімальнае вытрымлівальнае напружанне сток-выток. Напружанне сцёк-выток, калі ток сцёку дасягае пэўнага значэння (рэзка ўзрастае) пры пэўнай тэмпературы і кароткім замыканні затвор-выток. Напружанне сток-выток у гэтым выпадку таксама называюць напругай лавіннага прабоя. VDSS мае станоўчы тэмпературны каэфіцыент. Пры -50°C VDSS складае прыкладна 90% ад таго, што пры тэмпературы 25°C. З-за запасу, які звычайна застаецца пры звычайнай вытворчасці, напружанне лавіннага прабоя MOSFET заўсёды больш, чым намінальнае намінальнае напружанне.
ОЛУКЕЙЦёплыя парады: для забеспячэння надзейнасці прадукту ў горшых умовах працы рэкамендуецца, каб працоўнае напружанне не перавышала 80~90% ад намінальнага значэння.
VGSS: Максімальнае вытрымлівальнае напружанне затвор-выток. Гэта адносіцца да значэння VGS, калі зваротны ток паміж засаўкай і крыніцай пачынае рэзка ўзрастаць. Перавышэнне гэтага значэння напружання выкліча дыэлектрычны прабой аксіднага пласта затвора, які з'яўляецца разбуральным і незваротным прабоем.
TJ: Максімальная працоўная тэмпература спалучэння. Звычайна гэта 150 ℃ або 175 ℃. Ва ўмовах канструкцыі прылады неабходна пазбягаць перавышэння гэтай тэмпературы і пакідаць пэўны запас.
TSTG: дыяпазон тэмператур захоўвання
Гэтыя два параметры, TJ і TSTG, калібруюць дыяпазон тэмператур спалучэння, дазволены асяроддзем працы і захоўвання прылады. Гэты тэмпературны дыяпазон усталяваны ў адпаведнасці з патрабаваннямі да мінімальнага тэрміну службы прылады. Калі забяспечыць працу прылады ў гэтым тэмпературным дыяпазоне, тэрмін яе службы будзе значна падоўжаны.
2. Статычныя параметры
Умовы выпрабаванняў MOSFET звычайна складаюць 2,5 В, 4,5 В і 10 В.
V(BR)DSS: напружанне прабоя сток-выток. Гэта адносіцца да максімальнага напружання сток-выток, якое можа вытрымаць палявы транзістар, калі напружанне затвор-выток VGS роўна 0. Гэта абмежавальны параметр, і працоўнае напружанне, якое прыкладаецца да палявога транзістара, павінна быць меншым за V(BR) DSS. Ён мае станоўчыя тэмпературныя характарыстыкі. Такім чынам, значэнне гэтага параметру пры нізкіх тэмпературах варта разглядаць як меркаванне бяспекі.
△V(BR)DSS/△Tj: Тэмпературны каэфіцыент напружання прабоя сцёк-крыніца, звычайна 0,1 В/℃
RDS (уключана): пры пэўных умовах VGS (звычайна 10 В), тэмпературы спалучэння і току сцёку, максімальнае супраціўленне паміж сцёкам і крыніцай, калі MOSFET уключаны. Гэта вельмі важны параметр, які вызначае магутнасць, спажываную пры ўключэнні MOSFET. Гэты параметр звычайна павялічваецца па меры павелічэння тэмпературы злучэння. Такім чынам, для разліку страт і падзення напружання варта выкарыстоўваць значэнне гэтага параметра пры самай высокай працоўнай тэмпературы спалучэння.
VGS(th): напружанне ўключэння (парогавае напружанне). Калі знешняе напружанне кіравання засаўкай VGS перавышае VGS(th), павярхоўныя інверсійныя слаі абласцей сцёку і крыніцы ўтвараюць звязаны канал. У праграмах напружанне на засаўцы, калі ID роўны 1 мА ва ўмовах кароткага замыкання каналізацыі, часта называюць напругай уключэння. Гэты параметр звычайна памяншаецца па меры павышэння тэмпературы спалучэння
IDSS: насычаны ток сток-выток, ток сток-выток, калі напружанне на засаўцы VGS=0 і VDS з'яўляецца пэўным значэннем. Як правіла, на ўзроўні мікраампер
IGSS: ток прывада затвор-выток або зваротны ток. Паколькі ўваходны імпеданс MOSFET вельмі вялікі, IGSS звычайна знаходзіцца на ўзроўні нанаампер.
3. Дынамічныя параметры
gfs: праводнасць. Гэта адносіцца да адносіны змены выхаднога току сцёку да змены напружання затвор-выток. Гэта мера здольнасці напружання затвор-выток кантраляваць ток сцёку. Калі ласка, паглядзіце на дыяграму адносіны перадачы паміж gfs і VGS.
Qg: Агульная зарадная ёмістасць варот. МАП-транзістар - гэта прылада кіравання напругай. Працэс кіравання - гэта працэс устанаўлення напружання засаўкі. Гэта дасягаецца шляхам зарадкі ёмістасці паміж крыніцай засаўкі і сцёкам засаўкі. Гэты аспект будзе падрабязна разгледжаны ніжэй.
Qgs: зарадная ёмістасць крыніцы засаўкі
Qgd: зарад ад засаўкі да сцёку (з улікам эфекту Мілера). МАП-транзістар - гэта прылада кіравання напругай. Працэс кіравання - гэта працэс устанаўлення напружання засаўкі. Гэта дасягаецца шляхам зарадкі ёмістасці паміж крыніцай засаўкі і сцёкам засаўкі.
Td(on): час затрымкі правядзення. Час ад моманту павышэння ўваходнага напружання да 10% да таго, як VDS знізіцца да 90% сваёй амплітуды
Tr: час нарастання, час для падзення выхаднога напружання VDS з 90% да 10% ад яго амплітуды
Td(off): Час затрымкі адключэння, час ад таго, калі ўваходнае напружанне падае да 90%, да таго, калі VDS падымаецца да 10% ад свайго напружання адключэння.
Tf: час падзення, час для павышэння выхаднога напружання VDS ад 10% да 90% ад яго амплітуды
Ciss: увядзіце ўваходную ёмістасць, замкніце сцёк і крыніцу і вымерайце ёмістасць паміж засаўкай і крыніцай з дапамогай сігналу пераменнага току. Ciss= CGD + CGS (кароткае замыканне CDS). Гэта непасрэдна ўплывае на затрымкі ўключэння і выключэння прылады.
Coss: Выхадная ёмістасць, кароткае замыканне засаўкі і крыніцы і вымярэнне ёмістасці паміж сцёкам і крыніцай з дапамогай сігналу пераменнага току. Coss = CDS +CGD
Crss: ёмістасць зваротнай перадачы. Пры падключэнні крыніцы да зямлі вымераная ёмістасць паміж сцёкам і засаўкай Crss=CGD. Адным з важных параметраў для камутатараў з'яўляецца час нарастання і спаду. Crss=CGD
Міжэлектродная ёмістасць і індукаваная ёмістасць MOSFET MOSFET большасцю вытворцаў дзеляцца на ўваходную ёмістасць, выхадную ёмістасць і ёмістасць зваротнай сувязі. Прыведзеныя значэнні прыведзены для фіксаванага напружання сток-крыніца. Гэтыя ёмістасці змяняюцца па меры змены напружання сток-выток, і значэнне ёмістасці мае абмежаваны ўплыў. Значэнне ўваходнай ёмістасці дае толькі прыблізную індыкацыю зарадкі, неабходнай ланцугу драйвера, у той час як інфармацыя аб зарадцы засаўкі больш карысная. Ён паказвае колькасць энергіі, якую неабходна зарадзіць на засаўцы, каб дасягнуць пэўнага напружання ад засаўкі да крыніцы.
4. Характэрныя параметры лавіннага прабою
Параметр характарыстыкі лавіннага прабоя з'яўляецца паказчыкам здольнасці MOSFET вытрымліваць перанапружанне ў выключаным стане. Калі напружанне перавышае лімітавае напружанне сток-выток, прылада будзе знаходзіцца ў лавінным стане.
EAS: Энергія лавіннага прабоя аднаго імпульсу. Гэта гранічны параметр, які паказвае максімальную энергію лавіннага прабоя, якую можа вытрымаць MOSFET.
IAR: лавінны ток
EAR: Энергія паўторнага лавіннага прабоя
5. Параметры дыёда in vivo
IS: працяглы максімальны ток вольнага ходу (з крыніцы)
ISM: імпульсны максімальны ток вольнага ходу (з крыніцы)
VSD: прамое падзенне напружання
Trr: зваротны час аднаўлення
Qrr: аднаўленне зваротнай зарадкі
Тона: час праводнасці наперад. (У асноўным нязначна)
MOSFET час уключэння і вызначэнне часу выключэння
У працэсе падачы заяўкі часта неабходна ўлічваць наступныя характарыстыкі:
1. Характарыстыка станоўчага тэмпературнага каэфіцыента V (BR) DSS. Гэтая характарыстыка, якая адрозніваецца ад біпалярных прылад, робіць іх больш надзейнымі пры павышэнні нармальных працоўных тэмператур. Але таксама трэба звярнуць увагу на яго надзейнасць пры нізкатэмпературных халодных пусках.
2. Адмоўны тэмпературны каэфіцыент характарыстыкі V(GS)th. Парогавы патэнцыял засаўкі будзе да пэўнай ступені зніжацца па меры павышэння тэмпературы спалучэння. Некаторая колькасць радыяцыі таксама знізіць гэты парогавы патэнцыял, магчыма, нават ніжэйшы за 0 патэнцыялу. Гэтая асаблівасць патрабуе ад інжынераў звярнуць увагу на перашкоды і ілжывае спрацоўванне MOSFET у такіх сітуацыях, асабліва для прыкладанняў MOSFET з нізкім парогавым патэнцыялам. З-за гэтай характарыстыкі часам неабходна распрацаваць патэнцыял адключэння напружання драйвера засаўкі да адмоўнага значэння (адносна N-тыпу, P-тыпу і г.д.), каб пазбегнуць перашкод і ілжывага спрацоўвання.
3. Станоўчыя характарыстыкі тэмпературнага каэфіцыента VDSon/RDSo. Характарыстыка VDSon/RDSon нязначна павялічваецца па меры павелічэння тэмпературы спалучэння, што робіць магчымым непасрэднае паралельнае выкарыстанне MOSFET. Біпалярныя прылады ў гэтым плане як раз наадварот, таму іх паралельнае выкарыстанне становіцца даволі складаным. RDSon таксама крыху павялічыцца па меры павелічэння ID. Гэтая характарыстыка і станоўчыя тэмпературныя характарыстыкі спалучэння і паверхні RDSon дазваляюць MOSFET пазбегнуць другаснага паломкі, як у біпалярных прылад. Аднак варта адзначыць, што эфект гэтай функцыі даволі абмежаваны. Пры выкарыстанні ў паралельных, двухтактных або іншых праграмах вы не можаце цалкам спадзявацца на самарэгуляванне гэтай функцыі. Нейкія фундаментальныя меры ўсё яшчэ неабходныя. Гэтая характарыстыка таксама тлумачыць, што страты пры праводнасці павялічваюцца пры высокіх тэмпературах. Таму падбору параметраў пры разліку страт варта надаць асаблівую ўвагу.
4. Характарыстыкі адмоўнага тэмпературнага каэфіцыента ID, разуменне параметраў MOSFET і яго асноўных характарыстык ID значна паменшацца па меры павышэння тэмпературы спалучэння. Гэтая характарыстыка часта прымушае ўлічваць яго параметры ID пры высокіх тэмпературах пры праектаванні.
5. Характарыстыка адмоўнага тэмпературнага каэфіцыента лавіназдольнасці IER/EAS. Пасля павышэння тэмпературы злучэння, хоць MOSFET будзе мець большае V(BR)DSS, варта адзначыць, што EAS будзе значна зніжана. Гэта значыць, яго здольнасць супрацьстаяць лавінам пры высокіх тэмпературах значна слабейшая, чым пры звычайных тэмпературах.
6. Здольнасць праводзіць і зваротнае аднаўленне паразітнага дыёда ў MOSFET не лепш, чым у звычайных дыёдаў. Не чакаецца, што ён будзе выкарыстоўвацца ў якасці асноўнага носьбіта току ў шлейфе ў канструкцыі. Блакіруючыя дыёды часта злучаюць паслядоўна, каб зрабіць несапраўднымі паразітныя дыёды ў корпусе, і дадатковыя паралельныя дыёды выкарыстоўваюцца для фарміравання электрычнага носьбіта ланцуга. Аднак яго можна разглядаць як носьбіт у выпадку кароткачасовай праводнасці або некаторых невялікіх патрабаванняў да току, такіх як сінхроннае выпрамленне.
7. Хуткі рост патэнцыялу сцёку можа выклікаць ілжывае спрацоўванне прывада засаўкі, таму гэту магчымасць неабходна ўлічваць у вялікіх праграмах dVDS/dt (высокачашчынныя схемы хуткага пераключэння).
Час публікацыі: 13 снежня 2023 г
