Förklaring av varje parameter för effekt MOSFETs

VDSS Maximal Drain-Source Voltage

Med gate source kortsluten är drain-source voltage rating (VDSS) den maximala spänningen som kan appliceras på drain-source utan lavinbrott. Beroende på temperaturen kan den faktiska lavinbrytningsspänningen vara lägre än den nominella VDSS. För en detaljerad beskrivning av V(BR)DSS, se Elektrostatisk

För en detaljerad beskrivning av V(BR)DSS, se Elektrostatiska egenskaper.

VGS Maximal Gate Source Voltage

VGS-spänningsklassificeringen är den maximala spänningen som kan appliceras mellan grindkällans poler. Huvudsyftet med att ställa in denna spänningsklassning är att förhindra skada på gateoxiden orsakad av för hög spänning. Den faktiska spänningen som gateoxiden tål är mycket högre än märkspänningen, men kommer att variera med tillverkningsprocessen.

Den faktiska gate-oxiden kan motstå mycket högre spänningar än märkspänningen, men detta kommer att variera med tillverkningsprocessen, så att hålla VGS inom märkspänningen kommer att säkerställa tillförlitligheten för applikationen.

ID - Kontinuerlig läckström

ID definieras som den maximalt tillåtna kontinuerliga likströmmen vid den maximala nominella kopplingstemperaturen, TJ(max), och röryttemperaturen på 25°C eller högre. Denna parameter är en funktion av den nominella termiska resistansen mellan korsningen och höljet, RθJC, och höljets temperatur:

Omkopplingsförluster ingår inte i ID:t och det är svårt att hålla rörets yttemperatur vid 25°C (Tcase) för praktisk användning. Därför är den faktiska omkopplingsströmmen i hårdkopplade applikationer vanligtvis mindre än hälften av ID-klassificeringen @ TC = 25°C, vanligtvis i intervallet 1/3 till 1/4. komplementär.

Dessutom kan ID vid en specifik temperatur uppskattas om termisk resistans JA används, vilket är ett mer realistiskt värde.

IDM - Impuls Drain Current

Denna parameter återspeglar mängden pulsad ström som enheten kan hantera, vilket är mycket högre än kontinuerlig likström. Syftet med att definiera IDM är: linjens ohmska område. För en viss gate-source spänning ärMOSFETleder med en maximal avloppsström närvarande

nuvarande. Som visas i figuren, för en given gate-source-spänning, om arbetspunkten är belägen i det linjära området, ökar en ökning av drain-strömmen drain-source-spänningen, vilket ökar ledningsförlusterna. Långvarig drift med hög effekt kommer att resultera i enhetsfel. Av denna anledning

Därför måste den nominella IDM-en ställas in under regionen vid typiska grinddrivspänningar. Gränspunkten för regionen är i skärningspunkten mellan Vgs och kurvan.

Därför måste en övre strömtäthetsgräns ställas in för att förhindra att chippet blir för varmt och brinner ut. Detta är huvudsakligen för att förhindra överdrivet strömflöde genom paketledarna, eftersom i vissa fall den "svagaste anslutningen" på hela chippet inte är chippet, utan paketledarna.

Med tanke på begränsningarna av termiska effekter på IDM, är temperaturökningen beroende av pulsbredden, tidsintervallet mellan pulserna, värmeavledningen, RDS(on) och pulsströmmens vågform och amplitud. Att helt enkelt tillfredsställa att pulsströmmen inte överskrider IDM-gränsen garanterar inte att korsningstemperaturen

inte överstiger det högsta tillåtna värdet. Övergångstemperaturen under pulsad ström kan uppskattas genom att hänvisa till diskussionen om transient termisk resistans i termiska och mekaniska egenskaper.

PD - Total tillåten kanaleffektförlust

Total tillåten kanaleffektförlust kalibrerar den maximala effektförlusten som kan förbrukas av enheten och kan uttryckas som en funktion av den maximala kopplingstemperaturen och termiskt motstånd vid en höljestemperatur på 25°C.

TJ, TSTG - Drift- och lagringstemperaturintervall

Dessa två parametrar kalibrerar korsningstemperaturområdet som tillåts av enhetens drifts- och lagringsmiljöer. Detta temperaturområde är inställt för att uppfylla enhetens minimilivslängd. Att säkerställa att enheten fungerar inom detta temperaturintervall kommer att förlänga dess livslängd avsevärt.

EAS-Single Pulse Avalanche Breakdown Energy

Om spänningsöverskridandet (vanligtvis på grund av läckström och strökinduktans) inte överstiger genombrottsspänningen, kommer enheten inte att genomgå lavinhaveri och behöver därför inte förmågan att skingra lavinhaveri. Lavinnedbrytningsenergin kalibrerar det transienta överskridandet som enheten kan tolerera.

Lavinnedbrytningsenergi definierar det säkra värdet på den transienta överskridningsspänningen som en enhet kan tolerera, och är beroende av mängden energi som behöver försvinna för att lavinbrott ska inträffa.

En enhet som definierar en energiklassificering för lavinnedbrytning definierar vanligtvis också en EAS-klassificering, som till sin betydelse liknar UIS-klassificeringen, och definierar hur mycket omvänd lavinnedbrytningsenergi enheten kan absorbera säkert.

L är induktansvärdet och iD är toppströmmen som flyter i induktorn, som plötsligt omvandlas till dräneringsström i mätanordningen. Spänningen som genereras över induktorn överstiger MOSFET-genomslagsspänningen och kommer att resultera i lavinhaveri. När lavinhaveri inträffar kommer strömmen i induktorn att flyta genom MOSFET-enheten även omMOSFETär avstängd. Energin som lagras i induktorn liknar den energi som lagras i ströinduktorn och som försvinner av MOSFET.

När MOSFET-enheter är parallellkopplade är genomslagsspänningarna knappast identiska mellan enheterna. Vad som vanligtvis händer är att en enhet är den första som upplever lavinnedbrytning och alla efterföljande lavinbrytningsströmmar (energi) flödar genom den enheten.

EAR - Energy of Repeating Avalanche

Energin från repetitiva laviner har blivit en "industristandard", men utan att ställa in frekvensen, andra förluster och mängden kylning har denna parameter ingen betydelse. Värmeavledningsförhållandet (kylning) styr ofta den repetitiva lavinenergin. Det är också svårt att förutsäga nivån av energi som genereras av lavinnedbrytning.

Det är också svårt att förutsäga nivån av energi som genereras av lavinnedbrytning.

Den verkliga meningen med EAR-betyget är att kalibrera den upprepade lavinnedbrytningsenergin som enheten kan motstå. Denna definition förutsätter att det inte finns någon begränsning av frekvensen så att enheten inte överhettas, vilket är realistiskt för alla enheter där lavinhaveri kan inträffa.

Det är en bra idé att mäta temperaturen på enheten i drift eller kylflänsen för att se om MOSFET-enheten överhettas under verifieringen av enhetens design, särskilt för enheter där lavinhaveri kan inträffa.

IAR - Avalanche Breakdown Current

För vissa enheter kräver tendensen hos den ströminställda kanten på chipet under lavinavbrott att lavinströmmen IAR begränsas. På detta sätt blir lavinströmmen "finstilt" av lavinnedbrytningsenergispecifikationen; det avslöjar enhetens verkliga kapacitet.

Del II Statisk elektrisk karaktärisering

V(BR)DSS: Drain-Source Breakdown Voltage (Destruction Voltage)

V(BR)DSS (ibland kallad VBDSS) är den kollektor-källa-spänning vid vilken strömmen som flyter genom avloppet når ett specifikt värde vid en specifik temperatur och med gate-källan kortsluten. Drain-source-spänningen i detta fall är lavinbrytningsspänningen.

V(BR)DSS är en positiv temperaturkoefficient, och vid låga temperaturer är V(BR)DSS mindre än den maximala märkspänningen för kollektor-källa-spänningen vid 25°C. Vid -50°C är V(BR)DSS mindre än den maximala märkspänningen för avloppskällans spänning vid -50°C. Vid -50°C är V(BR)DSS ungefär 90 % av den maximala märkspänningen för drain-source vid 25°C.

VGS(th), VGS(off): Tröskelspänning

VGS(th) är spänningen vid vilken den tillagda gate source-spänningen kan göra att drain börjar få ström, eller att strömmen försvinner när MOSFET stängs av, och villkoren för testning (drain-ström, drain-källans spänning, junction temperatur) anges också. Normalt har alla MOS-grindenheter olika

tröskelspänningarna kommer att vara olika. Därför specificeras variationsintervallet för VGS(th). VGS(th) är en negativ temperaturkoefficient, när temperaturen stiger,MOSFETkommer att slås på vid en relativt låg gate source-spänning.

RDS(på): På-motstånd

RDS(on) är drain-source-resistansen mätt vid en specifik drain-ström (vanligtvis hälften av ID-strömmen), gate-source-spänning och 25°C. RDS(on) är drain-source-resistansen mätt vid en specifik drain-ström (vanligtvis hälften av ID-strömmen), gate-source-spänning och 25°C.

IDSS: noll gate spänning drain ström

IDSS är läckströmmen mellan drain och source vid en specifik drain-source spänning när gate-source spänningen är noll. Eftersom läckströmmen ökar med temperaturen specificeras IDSS vid både rums- och höga temperaturer. Effektförlusten på grund av läckström kan beräknas genom att multiplicera IDSS med spänningen mellan dräneringskällorna, vilket vanligtvis är försumbart.

IGSS - Gate Source Leakage Current

IGSS är läckströmmen som flyter genom grinden vid en specifik grindkällas spänning.

Del III Dynamiska elektriska egenskaper

Ciss : Ingångskapacitans

Kapacitansen mellan grinden och källan, mätt med en AC-signal genom att kortsluta kollektorn till källan, är ingångskapacitansen; Ciss bildas genom att parallellkoppla gate-drain-kapacitansen, Cgd, och gate source-kapacitansen, Cgs, eller Ciss = Cgs + Cgd. Enheten slås på när ingångskapacitansen laddas till en tröskelspänning och stängs av när den laddas ur till ett visst värde. Därför har drivkretsen och Ciss en direkt inverkan på enhetens start- och avstängningsfördröjning.

Coss : Utgångskapacitans

Utgångskapacitansen är kapacitansen mellan drain och source uppmätt med en AC-signal när gate source är kortsluten, Coss bildas genom att parallellkoppla drain-source kapacitansen Cds och gate-drain kapacitansen Cgd, eller Coss = Cds + Cgd. För soft-switch-applikationer är Coss mycket viktigt eftersom det kan orsaka resonans i kretsen.

Crss : Omvänd överföringskapacitans

Kapacitansen uppmätt mellan avloppet och grinden med källan jordad är den omvända överföringskapacitansen. Den omvända överföringskapacitansen är ekvivalent med gate-drain-kapacitansen, Cres = Cgd, och kallas ofta för Miller-kapacitansen, vilket är en av de viktigaste parametrarna för stig- och falltiderna för en switch.

Det är en viktig parameter för kopplingens stig- och falltider och påverkar även avstängningsfördröjningstiden. Kapacitansen minskar när drain-spänningen ökar, speciellt utgångskapacitansen och den omvända överföringskapacitansen.

Qgs, Qgd och Qg: Gate Charge

Grindladdningsvärdet återspeglar laddningen lagrad på kondensatorn mellan terminalerna. Eftersom laddningen på kondensatorn ändras med spänningen vid omkopplingsögonblicket, beaktas ofta effekten av grindladdning när man utformar grinddrivkretsar.

Qgs är laddningen från 0 till den första inflexionspunkten, Qgd är delen från den första till den andra inflexionspunkten (även kallad "Miller"-laddningen), och Qg är delen från 0 till den punkt där VGS är lika med en specifik drivenhet spänning.

Förändringar i läckström och läckspänning har en relativt liten effekt på portladdningsvärdet, och grindladdningen ändras inte med temperaturen. Testförhållandena är specificerade. En graf över grindladdningen visas i databladet, inklusive motsvarande grindladdningsvariationskurvor för fast läckström och varierande läckspänning.

Motsvarande grindladdningsvariationskurvor för fast drain-ström och varierande drain-källa-spänning ingår i databladen. I grafen ökar platåspänningen VGS(pl) mindre med ökande ström (och minskar med minskande ström). Platåspänningen är också proportionell mot tröskelspänningen, så en annan tröskelspänning kommer att producera en annan platåspänning.

spänning.

Följande diagram är mer detaljerat och tillämpat:

td(on): fördröjning i tid

Tidsfördröjningstiden är tiden från det att grindkällans spänning stiger till 10 % av grinddrivspänningen tills läckströmmen stiger till 10 % av den specificerade strömmen.

td(off): Avstängningsfördröjningstid

Avstängningsfördröjningstiden är den tid som förflutit från det att grindkällans spänning sjunker till 90 % av grindens drivspänning tills läckströmmen sjunker till 90 % av den specificerade strömmen. Detta visar fördröjningen innan strömmen överförs till lasten.

tr : Uppgångstid

Stigtiden är den tid det tar för dräneringsströmmen att stiga från 10 % till 90 %.

tf : Fallande tid

Falltiden är den tid det tar för dräneringsströmmen att sjunka från 90 % till 10 %.