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mos管的主要參數解釋

科技 更新时间:2025-02-24 09:11:04

mos管的主要參數解釋?最大額定參數最大額定參數,所有數值取得條件(Ta=25℃),今天小編就來聊一聊關于mos管的主要參數解釋?接下來我們就一起去研究一下吧!

mos管的主要參數解釋(詳解有關MOS管的各項參數)1

mos管的主要參數解釋

最大額定參數

最大額定參數,所有數值取得條件(Ta=25℃)

VDSS 最大漏 - 源電壓

在栅源短接,漏 - 源額定電壓(VDSS)是指漏 - 源未發生雪崩擊穿前所能施加的最大電壓。根據溫度的不同,實際雪崩擊穿電壓可能低于額定 VDSS。關于 V(BR)DSS 的詳細描述請參見靜電學特性。

VGS最大栅源電壓

VGS 額定電壓是栅源兩極間可以施加的最大電壓。設定該額定電壓的主要目的是防止電壓過高導緻的栅氧化層損傷。實際栅氧化層可承受的電壓遠高于額定電壓,但是會随制造工藝的不同而改變,因此保持 VGS 在額定電壓以内可以保證應用的可靠性。

ID - 連續漏電流

ID 定義為芯片在最大額定結溫 TJ(max)下,管表面溫度在 25℃或者更高溫度下,可允許的最大連續直流電流。該參數為結與管殼之間額定熱阻 RθJC 和管殼溫度的函數:

ID 中并不包含開關損耗,并且實際使用時保持管表面溫度在 25℃(Tcase)也很難。因此,硬開關應用中實際開關電流通常小于 ID 額定值@ TC = 25℃的一半,通常在 1/3~1/4。補充,如果采用熱阻 JA 的話可以估算出特定溫度下的 ID,這個值更有現實意義。

IDM- 脈沖漏極電流

該參數反映了器件可以處理的脈沖電流的高低,脈沖電流要遠高于連續的直流電流。定義 IDM 的目的在于:線的歐姆區。對于一定的栅 - 源電壓,MOSFET導通後,存在最大的漏極電流。如圖所示,對于給定的一個栅 - 源電壓,如果工作點位于線性區域内,漏極電流的增大會提高漏 - 源電壓,由此增大導通損耗。長時間工作在大功率之下,将導緻器件失效。因此,在典型栅極驅動電壓下,需要将額定 IDM 設定在區域之下。區域的分界點在 Vgs 和曲線相交點。

因此需要設定電流密度上限,防止芯片溫度過高而燒毀。這本質上是為了防止過高電流流經封裝引線,因為在某些情況下,整個芯片上最“薄弱的連接”不是芯片,而是封裝引線。

考慮到熱效應對于 IDM 的限制,溫度的升高依賴于脈沖寬度,脈沖間的時間間隔,散熱狀況,RDS(on)以及脈沖電流的波形和幅度。單純滿足脈沖電流不超出 IDM 上限并不能保證結溫不超過最大允許值。可以參考熱性能與機械性能中關于瞬時熱阻的讨論,來估計脈沖電流下結溫的情況。

PD - 容許溝道總功耗

容許溝道總功耗标定了器件可以消散的最大功耗,可以表示為最大結溫和管殼溫度為 25℃時熱阻的函數。

TJ, TSTG - 工作溫度和存儲環境溫度的範圍

這兩個參數标定了器件工作和存儲環境所允許的結溫區間。設定這樣的溫度範圍是為了滿足器件最短工作壽命的要求。如果确保器件工作在這個溫度區間内,将極大地延長其工作壽命。

EAS - 單脈沖雪崩擊穿能量

如果電壓過沖值(通常由于漏電流和雜散電感造成)未超過擊穿電壓,則器件不會發生雪崩擊穿,因此也就不需要消散雪崩擊穿的能力。雪崩擊穿能量标定了器件可以容忍的瞬時過沖電壓的安全值,其依賴于雪崩擊穿需要消散的能量。

定義額定雪崩擊穿能量的器件通常也會定義額定 EAS。額定雪崩擊穿能量與額定 UIS 具有相似的意義。EAS 标定了器件可以安全吸收反向雪崩擊穿能量的高低。

L 是電感值,iD 為電感上流過的電流峰值,其會突然轉換為測量器件的漏極電流。電感上産生的電壓超過 MOSFET 擊穿電壓後,将導緻雪崩擊穿。雪崩擊穿發生時,即使 MOSFET 處于關斷狀态,電感上的電流同樣會流過 MOSFET 器件。電感上所儲存的能量與雜散電感上存儲,由 MOSFET 消散的能量類似。

MOSFET 并聯後,不同器件之間的擊穿電壓很難完全相同。通常情況是:某個器件率先發生雪崩擊穿,随後所有的雪崩擊穿電流(能量)都從該器件流過。

EAR- 重複雪崩能量

重複雪崩能量已經成為“工業标準”,但是在沒有設定頻率,其它損耗以及冷卻量的情況下,該參數沒有任何意義。散熱(冷卻)狀況經常制約着重複雪崩能量。對于雪崩擊穿所産生的能量高低也很難預測。

額定 EAR 的真實意義在于标定了器件所能承受的反複雪崩擊穿能量。該定義的前提條件是:不對頻率做任何限制,從而器件不會過熱,這對于任何可能發生雪崩擊穿的器件都是現實的。在驗證器件設計的過程中,最好可以測量處于工作狀态的器件或者熱沉的溫度,來觀察 MOSFET 器件是否存在過熱情況,特别是對于可能發生雪崩擊穿的器件。

IAR - 雪崩擊穿電流

對于某些器件,雪崩擊穿過程中芯片上電流集邊的傾向要求對雪崩電流 IAR 進行限制。這樣,雪崩電流變成雪崩擊穿能量規格的“精細闡述”;其揭示了器件真正的能力。

靜态電特性

V(BR)DSS:漏 - 源擊穿電壓(破壞電壓)

V(BR)DSS(有時候叫做 VBDSS)是指在特定的溫度和栅源短接情況下,流過漏極電流達到一個特定值時的漏源電壓。這種情況下的漏源電壓為雪崩擊穿電壓。

V(BR)DSS 是正溫度系數,溫度低時 V(BR)DSS 小于 25℃時的漏源電壓的最大額定值。在 -50℃, V(BR)DSS 大約是 25℃時最大漏源額定電壓的 90%。

VGS(th),VGS(off):阈值電壓

VGS(th)是指加的栅源電壓能使漏極開始有電流,或關斷 MOSFET 時電流消失時的電壓,測試的條件(漏極電流,漏源電壓,結溫)也是有規格的。正常情況下,所有的 MOS 栅極器件的阈值電壓都會有所不同。因此,VGS(th)的變化範圍是規定好的。VGS(th)是負溫度系數,當溫度上升時,MOSFET 将會在比較低的栅源電壓下開啟。

RDS(on):導通電阻

RDS(on)是指在特定的漏電流(通常為 ID 電流的一半)、栅源電壓和 25℃的情況下測得的漏 - 源電阻。

IDSS:零栅壓漏極電流

IDSS 是指在當栅源電壓為零時,在特定的漏源電壓下的漏源之間洩漏電流。既然洩漏電流随着溫度的增加而增大,IDSS 在室溫和高溫下都有規定。漏電流造成的功耗可以用 IDSS 乘以漏源之間的電壓計算,通常這部分功耗可以忽略不計。

IGSS - 栅源漏電流

IGSS 是指在特定的栅源電壓情況下流過栅極的漏電流。

動态電特性

Ciss:輸入電容

将漏源短接,用交流信号測得的栅極和源極之間的電容就是輸入電容。Ciss 是由栅漏電容 Cgd 和栅源電容 Cgs 并聯而成,或者 Ciss = Cgs Cgd。當輸入電容充電緻阈值電壓時器件才能開啟,放電緻一定值時器件才可以關斷。因此驅動電路和 Ciss 對器件的開啟和關斷延時有着直接的影響。

Coss:輸出電容

将栅源短接,用交流信号測得的漏極和源極之間的電容就是輸出電容。Coss 是由漏源電容 Cds 和栅漏電容 Cgd 并聯而成,或者 Coss = Cds Cgd 對于軟開關的應用,Coss 非常重要,因為它可能引起電路的諧振。

Crss:反向傳輸電容

在源極接地的情況下,測得的漏極和栅極之間的電容為反向傳輸電容。反向傳輸電容等同于栅漏電容。Cres =Cgd,反向傳輸電容也常叫做米勒電容,對于開關的上升和下降時間來說是其中一個重要的參數,他還影響這關斷延時時間。電容随着漏源電壓的增加而減小,尤其是輸出電容和反向傳輸電容。

Qgs,Qgd,和 Qg:栅電荷

栅電荷值反應存儲在端子間電容上的電荷,既然開關的瞬間,電容上的電荷随電壓的變化而變化,所以設計栅驅動電路時經常要考慮栅電荷的影響。

Qgs 從 0 電荷開始到第一個拐點處,Qgd 是從第一個拐點到第二個拐點之間部分(也叫做“米勒”電荷),Qg 是從 0 點到 VGS 等于一個特定的驅動電壓的部分。

漏電流和漏源電壓的變化對栅電荷值影響比較小,而且栅電荷不随溫度的變化。測試條件是規定好的。栅電荷的曲線圖體現在數據表中,包括固定漏電流和變化漏源電壓情況下所對應的栅電荷變化曲線。在圖中平台電壓 VGS(pl)随着電流的增大增加的比較小(随着電流的降低也會降低)。平台電壓也正比于阈值電壓,所以不同的阈值電壓将會産生不同的平台電壓。

下面這個圖更加詳細,應用一下:

td(on):導通延時時間

導通延時時間是從當栅源電壓上升到 10%栅驅動電壓時到漏電流升到規定電流的 10%時所經曆的時間。

td(off):關斷延時時間

關斷延時時間是從當栅源電壓下降到 90%栅驅動電壓時到漏電流降至規定電流的 90%時所經曆的時間。這顯示電流傳輸到負載之前所經曆的延遲。

tr:上升時間

上升時間是漏極電流從 10%上升到 90%所經曆的時間。

tf:下降時間

下降時間是漏極電流從 90%下降到 10%所經曆的時間。

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