Sa dini për parametrat e MOSFET? OLUKEY e analizon atë për ju

"MOSFET" është shkurtesa e transistorit me efekt në terren gjysmëpërçues me oksid metali. Është një pajisje e bërë nga tre materiale: metal, oksid (SiO2 ose SiN) dhe gjysmëpërçues. MOSFET është një nga pajisjet më themelore në fushën e gjysmëpërçuesve. Pavarësisht nëse është në dizajnin IC ose aplikacionet e qarkut në nivel bordi, ai është shumë i gjerë. Parametrat kryesorë të MOSFET përfshijnë ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th), etj. A i dini këto? Kompania OLUKEY, si një kompani winsok tajvaneze e nivelit të mesëm dhe të lartë të tensionit të mesëm dhe të ulëtMOSFETofruesi i shërbimit të agjentit, ka një ekip bazë me gati 20 vjet përvojë për t'ju shpjeguar në detaje parametrat e ndryshëm të MOSFET!

Figura: Fleta e specifikimeve WINSOK MOSFETWSG03N10

Përshkrimi i kuptimit të parametrave MOSFET

1. Parametrat ekstremë:

ID: Rryma maksimale e burimit të shkarkimit. Ai i referohet rrymës maksimale që lejohet të kalojë midis kullimit dhe burimit kur transistori i efektit të fushës funksionon normalisht. Rryma e funksionimit të transistorit të efektit të fushës nuk duhet të kalojë ID-në. Ky parametër zvogëlohet me rritjen e temperaturës së kryqëzimit.

IDM: Rryma maksimale e burimit të kullimit me pulsim. Ky parametër do të ulet ndërsa temperatura e kryqëzimit rritet, duke reflektuar një rezistencë ndaj ndikimit dhe gjithashtu lidhet me kohën e pulsit. Nëse ky parametër është shumë i vogël, sistemi mund të rrezikohet të prishet sipas rrymës gjatë testimit OCP.

PD: Fuqia maksimale e shpërndarë. Ai i referohet shpërndarjes maksimale të fuqisë së burimit të shkarkimit të lejuar pa përkeqësuar performancën e transistorit të efektit në terren. Kur përdoret, konsumi aktual i energjisë i FET duhet të jetë më i vogël se ai i PDSM dhe të lërë një diferencë të caktuar. Ky parametër përgjithësisht zvogëlohet me rritjen e temperaturës së kryqëzimit

VDSS: Tensioni maksimal i rezistencës së burimit të kullimit. Tensioni i burimit të shkarkimit kur rryma rrjedhëse e kullimit arrin një vlerë specifike (rriten ndjeshëm) nën një temperaturë specifike dhe një qark të shkurtër të burimit të portës. Tensioni i burimit të shkarkimit në këtë rast quhet gjithashtu tension i prishjes së ortekëve. VDSS ka një koeficient pozitiv të temperaturës. Në -50°C, VDSS është afërsisht 90% e asaj në 25°C. Për shkak të lejimit që zakonisht lihet në prodhimin normal, voltazhi i prishjes së ortekëve të MOSFET është gjithmonë më i madh se tensioni nominal nominal.

OLUKEYKëshilla të ngrohta: Për të siguruar besueshmërinë e produktit, në kushtet më të këqija të punës, rekomandohet që voltazhi i punës të mos kalojë 80~90% të vlerës së vlerësuar.

VGSS: Tensioni maksimal i rezistencës së burimit të portës. I referohet vlerës VGS kur rryma e kundërt midis portës dhe burimit fillon të rritet ndjeshëm. Tejkalimi i kësaj vlere të tensionit do të shkaktojë prishje dielektrike të shtresës së oksidit të portës, e cila është një prishje shkatërruese dhe e pakthyeshme.

TJ: Temperatura maksimale e funksionimit të kryqëzimit. Zakonisht është 150℃ ose 175℃. Në kushtet e punës së dizajnit të pajisjes, është e nevojshme të shmangni tejkalimin e kësaj temperature dhe të lini një diferencë të caktuar.

TSTG: diapazoni i temperaturës së ruajtjes

Këta dy parametra, TJ dhe TSTG, kalibrojnë gamën e temperaturës së kryqëzimit të lejuar nga mjedisi i punës dhe ruajtjes së pajisjes. Ky diapazon i temperaturës është vendosur për të përmbushur kërkesat minimale të jetëgjatësisë së pajisjes. Nëse pajisja sigurohet të funksionojë brenda këtij intervali të temperaturës, jeta e saj e punës do të zgjatet shumë.

2. Parametrat statikë

Kushtet e provës MOSFET janë përgjithësisht 2.5V, 4.5V dhe 10V.

V(BR)DSS: Tensioni i prishjes së burimit të kullimit. Ai i referohet tensionit maksimal të burimit të shkarkimit që mund të përballojë transistori me efekt fushë kur tensioni i burimit të portës VGS është 0. Ky është një parametër kufizues dhe tensioni i funksionimit i aplikuar në tranzitorin me efekt fushë duhet të jetë më i vogël se V(BR) DSS. Ka karakteristika pozitive të temperaturës. Prandaj, vlera e këtij parametri në kushte të temperaturës së ulët duhet të merret si konsideratë sigurie.

△V(BR)DSS/△Tj: Koeficienti i temperaturës së tensionit të prishjes së burimit të kullimit, përgjithësisht 0,1V/℃

RDS(on): Në kushte të caktuara të VGS (zakonisht 10 V), temperaturës së kryqëzimit dhe rrymës së shkarkimit, rezistenca maksimale midis kullimit dhe burimit kur MOSFET është i ndezur. Është një parametër shumë i rëndësishëm që përcakton fuqinë e konsumuar kur MOSFET është i ndezur. Ky parametër zakonisht rritet me rritjen e temperaturës së kryqëzimit. Prandaj, vlera e këtij parametri në temperaturën më të lartë të kryqëzimit duhet të përdoret për llogaritjen e humbjes dhe rënies së tensionit.

VGS(th): tension i ndezjes (tensioni i pragut). Kur tensioni i kontrollit të portës së jashtme VGS tejkalon VGS(th), shtresat e përmbysjes sipërfaqësore të rajoneve të kullimit dhe burimit formojnë një kanal të lidhur. Në aplikime, voltazhi i portës kur ID është i barabartë me 1 mA në gjendjen e qarkut të shkurtër të shkarkimit quhet shpesh tension i ndezjes. Ky parametër përgjithësisht zvogëlohet me rritjen e temperaturës së kryqëzimit

IDSS: rryma e ngopur e burimit të shkarkimit, rryma e burimit të shkarkimit kur tensioni i portës VGS=0 dhe VDS është një vlerë e caktuar. Në përgjithësi në nivel mikroamp

IGSS: rryma e drejtimit të burimit të portës ose rryma e kundërt. Meqenëse impedanca hyrëse e MOSFET është shumë e madhe, IGSS është përgjithësisht në nivelin nanoamp.

3. Parametrat dinamikë

gfs: transpërcjellshmëri. Ai i referohet raportit të ndryshimit në rrymën e daljes së kullimit me ndryshimin në tensionin e burimit të portës. Është një masë e aftësisë së tensionit të burimit të portës për të kontrolluar rrymën e shkarkimit. Ju lutemi shikoni grafikun për marrëdhënien e transferimit midis gfs dhe VGS.

Qg: Kapaciteti total i karikimit të portës. MOSFET është një pajisje lëvizëse e tipit të tensionit. Procesi i drejtimit është procesi i vendosjes së tensionit të portës. Kjo arrihet duke ngarkuar kapacitetin midis burimit të portës dhe kullimit të portës. Ky aspekt do të diskutohet në detaje më poshtë.

Qgs: Kapaciteti i karikimit të burimit të portës

Qgd: Ngarkesa nga porta në kullim (duke marrë parasysh efektin Miller). MOSFET është një pajisje lëvizëse e tipit të tensionit. Procesi i drejtimit është procesi i vendosjes së tensionit të portës. Kjo arrihet duke ngarkuar kapacitetin midis burimit të portës dhe kullimit të portës.

Td(on): koha e vonesës së përcjelljes. Koha nga kur tensioni i hyrjes rritet në 10% derisa VDS të bjerë në 90% të amplitudës së tij

Tr: koha e rritjes, koha kur tensioni i daljes VDS të bjerë nga 90% në 10% të amplitudës së tij

Td(off): Koha e vonesës së fikjes, koha nga momenti kur voltazhi i hyrjes bie në 90% deri kur VDS rritet në 10% të tensionit të tij të fikjes

Tf: Koha e vjeshtës, koha kur tensioni i daljes VDS të rritet nga 10% në 90% të amplitudës së tij

Ciss: Kapaciteti i hyrjes, qarku i shkurtër i kullimit dhe burimit dhe matni kapacitetin midis portës dhe burimit me një sinjal AC. Ciss= CGD + CGS (qark i shkurtër CDS). Ka një ndikim të drejtpërdrejtë në vonesat e ndezjes dhe fikjes së pajisjes.

Coss: Kapaciteti i daljes, qarku i shkurtër i portës dhe burimit dhe matni kapacitetin midis kullimit dhe burimit me një sinjal AC. Coss = CDS + CGD

Crss: Kapaciteti i transmetimit të kundërt. Me burimin e lidhur me tokën, kapaciteti i matur ndërmjet kullimit dhe portës Crss=CGD. Një nga parametrat e rëndësishëm për çelësat është koha e ngritjes dhe rënies. Crss=CGD

Kapaciteti ndërelektrod dhe kapaciteti i induktuar nga MOSFET i MOSFET ndahen në kapacitetin hyrës, kapacitetin e daljes dhe kapacitetin e reagimit nga shumica e prodhuesve. Vlerat e cituara janë për një tension fiks nga kullimi në burim. Këto kapacitete ndryshojnë me ndryshimin e tensionit të burimit të shkarkimit, dhe vlera e kapacitetit ka një efekt të kufizuar. Vlera e kapacitetit të hyrjes jep vetëm një tregues të përafërt të karikimit të kërkuar nga qarku i drejtuesit, ndërsa informacioni i karikimit të portës është më i dobishëm. Ai tregon sasinë e energjisë që porta duhet të ngarkojë për të arritur një tension specifik nga porta në burim.

4. Parametrat karakteristikë të prishjes së ortekëve

Parametri karakteristik i prishjes së ortekëve është një tregues i aftësisë së MOSFET për të përballuar mbitensionin në gjendjen e fikur. Nëse voltazhi tejkalon tensionin kufitar të burimit të shkarkimit, pajisja do të jetë në një gjendje orteku.

EAS: Energjia e prishjes së ortekëve me një impuls të vetëm. Ky është një parametër kufi, që tregon energjinë maksimale të prishjes së ortekëve që mund të përballojë MOSFET.

IAR: rrymë orteku

VESHI: Energjia e Përsëritjes së Përbërjes së Ortekut

5. Parametrat e diodës in vivo

IS: Rryma maksimale e vazhdueshme e lëvizjes së lirë (nga burimi)

ISM: rryma maksimale e pulsit të lëvizjes së lirë (nga burimi)

VSD: rënie e tensionit përpara

Trr: koha e kundërt e rikuperimit

Qrr: Rikuperimi i ngarkimit të kundërt

Ton: Koha e përcjelljes përpara. (Në thelb të papërfillshme)

Parametrat karakteristikë të prishjes së ortekut WINSOK MOSFET

Përcaktimi i kohës së ndezjes dhe fikjes së MOSFET

Gjatë procesit të aplikimit, shpesh duhet të merren parasysh karakteristikat e mëposhtme:

1. Karakteristikat pozitive të koeficientit të temperaturës së V (BR) DSS. Kjo karakteristikë, e cila është e ndryshme nga pajisjet bipolare, i bën ato më të besueshme ndërsa temperaturat normale të funksionimit rriten. Por gjithashtu duhet t'i kushtoni vëmendje besueshmërisë së tij gjatë fillimeve të ftohta me temperaturë të ulët.

2. Karakteristikat e koeficientit të temperaturës negative të V(GS)th. Potenciali i pragut të portës do të ulet në një masë të caktuar ndërsa temperatura e kryqëzimit rritet. Disa rrezatime do të zvogëlojnë gjithashtu këtë potencial të pragut, ndoshta edhe nën potencialin 0. Kjo veçori kërkon që inxhinierët t'i kushtojnë vëmendje ndërhyrjes dhe ndezjes së rreme të MOSFET-ve në këto situata, veçanërisht për aplikacionet MOSFET me potenciale të pragut të ulët. Për shkak të kësaj karakteristike, ndonjëherë është e nevojshme të projektohet potenciali jashtë tensionit i drejtuesit të portës në një vlerë negative (duke iu referuar tipit N, tipit P dhe kështu me radhë) për të shmangur ndërhyrjet dhe ndezjet e rreme.

3.Karakteristikat e koeficientit pozitiv të temperaturës së VDSon/RDSo. Karakteristika që VDSon/RDSon rritet pak me rritjen e temperaturës së kryqëzimit bën të mundur përdorimin e drejtpërdrejtë të MOSFET-ve paralelisht. Pajisjet bipolare janë pikërisht e kundërta në këtë drejtim, kështu që përdorimi i tyre paralelisht bëhet mjaft i ndërlikuar. RDSon gjithashtu do të rritet paksa me rritjen e ID-së. Kjo karakteristikë dhe karakteristikat pozitive të temperaturës së RDSon-it të kryqëzimit dhe sipërfaqes mundësojnë MOSFET-in të shmangë prishjen dytësore si pajisjet bipolare. Sidoqoftë, duhet të theksohet se efekti i kësaj veçorie është mjaft i kufizuar. Kur përdoret paralelisht, me shtytje ose aplikacione të tjera, nuk mund të mbështeteni plotësisht në vetë-rregullimin e kësaj veçorie. Disa masa themelore janë ende të nevojshme. Kjo karakteristikë shpjegon gjithashtu se humbjet e përcjellshmërisë bëhen më të mëdha në temperatura të larta. Prandaj, vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet zgjedhjes së parametrave gjatë llogaritjes së humbjeve.

4. Karakteristikat e koeficientit negativ të temperaturës së ID-së, të kuptuarit e parametrave të MOSFET dhe karakteristikave të tij kryesore ID do të ulen ndjeshëm me rritjen e temperaturës së kryqëzimit. Kjo karakteristikë e bën shpesh të nevojshme që të merren parasysh parametrat e tij ID në temperatura të larta gjatë projektimit.

5. Karakteristikat e koeficientit negativ të temperaturës së aftësisë së ortekëve IER/EAS. Pas rritjes së temperaturës së kryqëzimit, megjithëse MOSFET do të ketë një V(BR)DSS më të madh, duhet theksuar se EAS do të reduktohet ndjeshëm. Kjo do të thotë, aftësia e tij për të përballuar ortekët në kushte të temperaturës së lartë është shumë më e dobët se ajo në temperatura normale.

6. Aftësia përcjellëse dhe performanca e rikuperimit të kundërt të diodës parazitare në MOSFET nuk janë më të mira se ajo e diodave të zakonshme. Nuk pritet të përdoret si bartësi kryesor i rrymës në lak në dizajn. Diodat bllokuese shpesh lidhen në seri për të zhvlerësuar diodat parazitare në trup, dhe diodat paralele shtesë përdoren për të formuar një qark elektrik transportues. Megjithatë, ai mund të konsiderohet si një bartës në rastin e përçueshmërisë afatshkurtër ose disa kërkesave të vogla të rrymës siç është korrigjimi sinkron.

7. Rritja e shpejtë e potencialit të shkarkimit mund të shkaktojë ndezje të rreme të ngasjes së portës, kështu që kjo mundësi duhet të merret parasysh në aplikacionet e mëdha dVDS/dt (qarqet e ndërrimit të shpejtë me frekuencë të lartë).