Magkano ang alam mo tungkol sa mga parameter ng MOSFET? Sinusuri ito ng OLUKEY para sa iyo

Ang "MOSFET" ay ang abbreviation ng Metal Oxide Semicoductor Field Effect Transistor. Ito ay isang aparato na gawa sa tatlong materyales: metal, oxide (SiO2 o SiN) at semiconductor. Ang MOSFET ay isa sa mga pinakapangunahing device sa larangan ng semiconductor. Maging ito ay sa disenyo ng IC o board-level circuit application, ito ay napakalawak. Kasama sa mga pangunahing parameter ng MOSFET ang ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th), atbp. Alam mo ba ang mga ito? OLUKEY Company, bilang isang winsok Taiwanese mid-to-high-end medium at low-voltageMOSFETagent service provider, ay may pangunahing koponan na may halos 20 taong karanasan upang ipaliwanag sa iyo nang detalyado ang iba't ibang parameter ng MOSFET!

Figure: WINSOK MOSFETTWSG03N10 sheet ng detalye

Paglalarawan ng kahulugan ng mga parameter ng MOSFET

1. Mga matinding parameter:

ID: Maximum na drain-source current. Ito ay tumutukoy sa pinakamataas na kasalukuyang pinapayagang dumaan sa pagitan ng alisan ng tubig at ang pinagmulan kapag ang field effect transistor ay gumagana nang normal. Ang kasalukuyang operating ng field effect transistor ay hindi dapat lumampas sa ID. Bumababa ang parameter na ito habang tumataas ang temperatura ng junction.

IDM: Maximum pulsed drain-source current. Bumababa ang parameter na ito habang tumataas ang temperatura ng junction, na sumasalamin sa resistensya ng epekto at nauugnay din sa oras ng pulso. Kung ang parameter na ito ay masyadong maliit, ang system ay maaaring nasa panganib na masira ng kasalukuyang sa panahon ng pagsubok ng OCP.

PD: Ang pinakamataas na kapangyarihan ay nawala. Ito ay tumutukoy sa maximum na drain-source power dissipation na pinapayagan nang hindi lumalala sa pagganap ng field effect transistor. Kapag ginamit, ang aktwal na paggamit ng kuryente ng FET ay dapat na mas mababa kaysa sa PDSM at mag-iwan ng isang tiyak na margin. Karaniwang bumababa ang parameter na ito habang tumataas ang temperatura ng junction

VDSS: Ang maximum na drain-source ay makatiis ng boltahe. Ang boltahe ng drain-source kapag ang dumadaloy na drain current ay umabot sa isang partikular na halaga (surge nang husto) sa ilalim ng isang partikular na temperatura at gate-source short circuit. Ang boltahe ng drain-source sa kasong ito ay tinatawag ding avalanche breakdown voltage. Ang VDSS ay may positibong koepisyent ng temperatura. Sa -50°C, ang VDSS ay humigit-kumulang 90% niyan sa 25°C. Dahil sa allowance na karaniwang natitira sa normal na produksyon, ang avalanche breakdown voltage ng MOSFET ay palaging mas malaki kaysa sa nominal rated voltage.

OLUKEYWarm Tip: Upang matiyak ang pagiging maaasahan ng produkto, sa ilalim ng pinakamasamang kondisyon sa pagtatrabaho, inirerekomenda na ang gumaganang boltahe ay hindi dapat lumampas sa 80~90% ng na-rate na halaga.

VGSS: Ang maximum na gate-source ay makatiis ng boltahe. Ito ay tumutukoy sa halaga ng VGS kapag ang reverse current sa pagitan ng gate at source ay nagsimulang tumaas nang husto. Ang paglampas sa halaga ng boltahe na ito ay magdudulot ng dielectric breakdown ng gate oxide layer, na isang mapanirang at hindi maibabalik na pagkasira.

TJ: Pinakamataas na temperatura ng operating junction. Ito ay karaniwang 150 ℃ o 175 ℃. Sa ilalim ng mga kondisyon ng pagtatrabaho ng disenyo ng aparato, kinakailangan upang maiwasan ang paglampas sa temperatura na ito at mag-iwan ng isang tiyak na margin.

TSTG: hanay ng temperatura ng imbakan

Ang dalawang parameter na ito, TJ at TSTG, ay nag-calibrate sa hanay ng temperatura ng junction na pinapayagan ng kapaligiran sa pagtatrabaho at storage ng device. Ang hanay ng temperatura na ito ay nakatakda upang matugunan ang pinakamababang mga kinakailangan sa buhay ng pagpapatakbo ng device. Kung ang aparato ay matiyak na gumagana sa loob ng saklaw ng temperatura na ito, ang buhay ng pagtatrabaho nito ay lubos na mapapahaba.

2. Mga static na parameter

Ang mga kondisyon ng pagsubok sa MOSFET ay karaniwang 2.5V, 4.5V, at 10V.

V(BR)DSS: Drain-source breakdown voltage. Ito ay tumutukoy sa maximum na drain-source na boltahe na kayang tiisin ng field effect transistor kapag ang gate-source voltage na VGS ay 0. Ito ay isang limiting parameter, at ang operating voltage na inilapat sa field effect transistor ay dapat mas mababa sa V(BR) DSS. Mayroon itong positibong katangian ng temperatura. Samakatuwid, ang halaga ng parameter na ito sa ilalim ng mga kondisyon ng mababang temperatura ay dapat isaalang-alang bilang isang pagsasaalang-alang sa kaligtasan.

△V(BR)DSS/△Tj: Temperature coefficient ng drain-source breakdown voltage, sa pangkalahatan ay 0.1V/℃

RDS(on): Sa ilalim ng ilang partikular na kundisyon ng VGS (karaniwang 10V), temperatura ng junction at drain current, ang maximum na resistensya sa pagitan ng drain at source kapag naka-on ang MOSFET. Ito ay isang napakahalagang parameter na tumutukoy sa kapangyarihang natupok kapag ang MOSFET ay naka-on. Karaniwang tumataas ang parameter na ito habang tumataas ang temperatura ng junction. Samakatuwid, ang halaga ng parameter na ito sa pinakamataas na temperatura ng operating junction ay dapat gamitin para sa pagkalkula ng pagkawala at pagbaba ng boltahe.

VGS(th): turn-on na boltahe (threshold boltahe). Kapag ang panlabas na gate control boltahe VGS ay lumampas sa VGS(th), ang ibabaw inversion layer ng drain at pinagmulan rehiyon ay bumubuo ng isang konektado channel. Sa mga application, ang boltahe ng gate kapag ang ID ay katumbas ng 1 mA sa ilalim ng drain short-circuit na kondisyon ay madalas na tinatawag na turn-on na boltahe. Karaniwang bumababa ang parameter na ito habang tumataas ang temperatura ng junction

IDSS: puspos alisan ng tubig-source kasalukuyang, ang alisan ng tubig-source kasalukuyang kapag ang gate boltahe VGS=0 at VDS ay isang tiyak na halaga. Karaniwan sa antas ng microamp

IGSS: gate-source drive kasalukuyang o reverse kasalukuyang. Dahil ang MOSFET input impedance ay napakalaki, ang IGSS ay karaniwang nasa antas ng nanoamp.

Mga static na parameter ng WINSOK MOSFET

3. Mga dinamikong parameter

gfs: transconductance. Ito ay tumutukoy sa ratio ng pagbabago sa kasalukuyang output ng alisan ng tubig sa pagbabago sa boltahe ng gate-source. Ito ay isang sukatan ng kakayahan ng boltahe ng gate-source na kontrolin ang kasalukuyang alisan ng tubig. Pakitingnan ang chart para sa paglipat ng relasyon sa pagitan ng mga gf at VGS.

Qg: Kabuuang kapasidad sa pag-charge ng gate. Ang MOSFET ay isang boltahe na uri ng aparato sa pagmamaneho. Ang proseso ng pagmamaneho ay ang proseso ng pagtatatag ng boltahe ng gate. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pagsingil sa kapasidad sa pagitan ng gate source at gate drain. Ang aspetong ito ay tatalakayin nang detalyado sa ibaba.

Qgs: Gate source charging capacity

Qgd: gate-to-drain charge (isinasaalang-alang ang Miller effect). Ang MOSFET ay isang boltahe na uri ng aparato sa pagmamaneho. Ang proseso ng pagmamaneho ay ang proseso ng pagtatatag ng boltahe ng gate. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pagsingil sa kapasidad sa pagitan ng gate source at gate drain.

Td(on): oras ng pagkaantala ng pagpapadaloy. Ang oras mula kung kailan tumaas ang input boltahe sa 10% hanggang sa bumaba ang VDS sa 90% ng amplitude nito

Tr: oras ng pagtaas, ang oras para bumaba ang boltahe ng output VDS mula 90% hanggang 10% ng amplitude nito

Td(off): Oras ng pagkaantala ng turn-off, ang oras mula nang bumaba ang boltahe ng input sa 90% hanggang sa tumaas ang VDS sa 10% ng turn-off na boltahe nito

Tf: Oras ng taglagas, ang oras para tumaas ang boltahe ng output VDS mula 10% hanggang 90% ng amplitude nito

Ciss: Input capacitance, short-circuit ang drain at source, at sukatin ang capacitance sa pagitan ng gate at source gamit ang AC signal. Ciss= CGD + CGS (CDS short circuit). Mayroon itong direktang epekto sa mga pagkaantala sa pag-on at pag-off ng device.

Coss: Output capacitance, short-circuit ang gate at source, at sukatin ang capacitance sa pagitan ng drain at source gamit ang AC signal. Coss = CDS +CGD

Crss: Reverse transmission capacitance. Gamit ang source na konektado sa lupa, ang sinusukat na kapasidad sa pagitan ng drain at gate Crss=CGD. Ang isa sa mga mahalagang parameter para sa mga switch ay ang pagtaas at pagbagsak ng oras. Crss=CGD

Ang interelectrode capacitance at MOSFET induced capacitance ng MOSFET ay nahahati sa input capacitance, output capacitance at feedback capacitance ng karamihan sa mga manufacturer. Ang mga halagang sinipi ay para sa isang nakapirming boltahe ng drain-to-source. Ang mga capacitance na ito ay nagbabago habang nagbabago ang boltahe ng drain-source, at ang halaga ng capacitance ay may limitadong epekto. Ang halaga ng input capacitance ay nagbibigay lamang ng tinatayang indikasyon ng pagsingil na kinakailangan ng driver circuit, samantalang ang impormasyon sa pag-charge ng gate ay mas kapaki-pakinabang. Ipinapahiwatig nito ang dami ng enerhiya na dapat singilin ng gate upang maabot ang isang tiyak na boltahe ng gate-to-source.

Mga dynamic na parameter ng WINSOK MOSFET

4. Mga parameter ng katangian ng pagkasira ng avalanche

Ang avalanche breakdown characteristic parameter ay isang indicator ng kakayahan ng MOSFET na makatiis sa overvoltage sa off state. Kung ang boltahe ay lumampas sa boltahe ng limitasyon ng drain-source, ang device ay nasa isang avalanche state.

EAS: Single pulse avalanche breakdown energy. Ito ay isang parameter ng limitasyon, na nagsasaad ng maximum na avalanche breakdown energy na kayang tiisin ng MOSFET.

IAR: kasalukuyang avalanche

EAR: Paulit-ulit na Avalanche Breakdown Energy

5. Sa vivo diode na mga parameter

IS: Patuloy na maximum na kasalukuyang freewheeling (mula sa pinagmulan)

ISM: pulse maximum freewheeling current (mula sa pinagmulan)

VSD: pasulong na pagbaba ng boltahe

Trr: baligtarin ang oras ng pagbawi

Qrr: Reverse charge recovery

Ton: Forward conduction time. (Karaniwang bale-wala)

WINSOK MOSFET avalanche breakdown na mga parameter ng katangian

MOSFET turn-on time at turn-off time definition

Sa panahon ng proseso ng aplikasyon, ang mga sumusunod na katangian ay madalas na kailangang isaalang-alang:

1. Mga katangian ng positibong koepisyent ng temperatura ng V (BR) DSS. Ang katangiang ito, na iba sa mga bipolar device, ay ginagawang mas maaasahan ang mga ito habang tumataas ang normal na temperatura ng pagpapatakbo. Ngunit kailangan mo ring bigyang pansin ang pagiging maaasahan nito sa panahon ng pagsisimula ng malamig na mababang temperatura.

2. Mga katangian ng negatibong koepisyent ng temperatura ng V(GS)th. Ang potensyal na threshold ng gate ay bababa sa isang tiyak na lawak habang tumataas ang temperatura ng junction. Babawasan din ng ilang radiation ang potensyal na threshold na ito, posibleng mas mababa pa sa 0 potensyal. Ang tampok na ito ay nangangailangan ng mga inhinyero na bigyang-pansin ang panghihimasok at maling pag-trigger ng mga MOSFET sa mga sitwasyong ito, lalo na para sa mga aplikasyon ng MOSFET na may mababang potensyal na threshold. Dahil sa katangiang ito, minsan kinakailangan na idisenyo ang off-voltage na potensyal ng gate driver sa isang negatibong halaga (tumutukoy sa N-type, P-type at iba pa) upang maiwasan ang interference at false triggering.

3. Positibong temperatura koepisyent na katangian ng VDSon/RDSo. Ang katangian na bahagyang tumataas ang VDSon/RDSon habang tumataas ang temperatura ng junction ay ginagawang posible na direktang gumamit ng mga MOSFET nang magkatulad. Ang mga bipolar device ay kabaligtaran lamang sa bagay na ito, kaya ang kanilang paggamit nang magkatulad ay nagiging medyo kumplikado. Bahagyang tataas din ang RDSon habang tumataas ang ID. Ang katangiang ito at ang mga positibong katangian ng temperatura ng junction at surface RDSon ay nagbibigay-daan sa MOSFET na maiwasan ang pangalawang pagkasira tulad ng mga bipolar device. Gayunpaman, dapat tandaan na ang epekto ng tampok na ito ay medyo limitado. Kapag ginamit sa parallel, push-pull o iba pang mga application, hindi ka maaaring ganap na umasa sa self-regulation ng feature na ito. Ang ilang mga pangunahing hakbang ay kailangan pa rin. Ipinapaliwanag din ng katangiang ito na ang mga pagkalugi sa pagpapadaloy ay nagiging mas malaki sa mataas na temperatura. Samakatuwid, ang espesyal na pansin ay dapat bayaran sa pagpili ng mga parameter kapag kinakalkula ang mga pagkalugi.

4. Ang mga negatibong katangian ng koepisyent ng temperatura ng ID, pag-unawa sa mga parameter ng MOSFET at mga pangunahing katangian nito ID ay bababa nang malaki habang tumataas ang temperatura ng junction. Ang katangiang ito ay madalas na kinakailangan upang isaalang-alang ang mga parameter ng ID nito sa mataas na temperatura sa panahon ng disenyo.

5. Mga katangian ng negatibong koepisyent ng temperatura ng kakayahan ng avalanche na IER/EAS. Pagkatapos tumaas ang temperatura ng junction, bagama't ang MOSFET ay magkakaroon ng mas malaking V(BR)DSS, dapat tandaan na ang EAS ay makabuluhang mababawasan. Ibig sabihin, ang kakayahan nitong makatiis ng mga avalanches sa ilalim ng mataas na temperatura ay mas mahina kaysa sa normal na temperatura.

6. Ang kakayahan sa pagpapadaloy at reverse recovery performance ng parasitic diode sa MOSFET ay hindi mas mahusay kaysa sa ordinaryong diode. Hindi ito inaasahang gagamitin bilang pangunahing kasalukuyang carrier sa loop sa disenyo. Ang mga blocking diode ay madalas na konektado sa serye upang mapawalang-bisa ang mga parasitic diode sa katawan, at ang mga karagdagang parallel diode ay ginagamit upang bumuo ng isang circuit electrical carrier. Gayunpaman, maaari itong ituring bilang isang carrier sa kaso ng panandaliang pagpapadaloy o ilang maliit na kasalukuyang kinakailangan tulad ng sabaysabay na pagwawasto.

7. Ang mabilis na pagtaas ng potensyal ng alisan ng tubig ay maaaring magdulot ng pekeng pag-trigger ng gate drive, kaya ang posibilidad na ito ay kailangang isaalang-alang sa malalaking dVDS/dt application (high-frequency fast switching circuits).