Որքա՞ն գիտեք MOSFET-ի պարամետրերի մասին: OLUKEY-ը դա վերլուծում է ձեզ համար

«MOSFET»-ը Metal Oxide Semicoductor Field Effect Transistor-ի հապավումն է։ Այն երեք նյութերից՝ մետաղից, օքսիդից (SiO2 կամ SiN) և կիսահաղորդչից պատրաստված սարք է։ MOSFET-ը կիսահաղորդչային ոլորտում ամենահիմնական սարքերից մեկն է: Անկախ նրանից, թե դա IC նախագծման մեջ է, թե տախտակի մակարդակի սխեմայի կիրառման մեջ, այն շատ ընդարձակ է: MOSFET-ի հիմնական պարամետրերը ներառում են ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th) և այլն: Դուք գիտե՞ք դրանք: OLUKEY ընկերությունը, որպես winsok թայվանական միջին և բարձր մակարդակի միջին և ցածր լարմանՄՈՍՖԵՏգործակալի ծառայություններ մատուցող, ունի մոտ 20 տարվա փորձ ունեցող հիմնական թիմ, որը ձեզ մանրամասն կբացատրի MOSFET-ի տարբեր պարամետրերը:

Նկար. WINSOK MOSFETWSG03N10 բնութագրերի թերթիկ

MOSFET պարամետրերի նշանակության նկարագրությունը

1. Ծայրահեղ պարամետրեր.

ID. արտահոսքի աղբյուրի առավելագույն հոսանք: Այն վերաբերում է արտահոսքի և աղբյուրի միջև թույլատրված առավելագույն հոսանքին, երբ դաշտային էֆեկտի տրանզիստորը նորմալ աշխատում է: Դաշտային ազդեցության տրանզիստորի գործառնական հոսանքը չպետք է գերազանցի ID-ն: Այս պարամետրը նվազում է, քանի որ հանգույցի ջերմաստիճանը մեծանում է:

IDM. արտահոսքի աղբյուրի առավելագույն իմպուլսային հոսանք: Այս պարամետրը կնվազի, քանի որ հանգույցի ջերմաստիճանը մեծանում է, արտացոլելով ազդեցության դիմադրությունը և կապված է նաև իմպուլսի ժամանակի հետ: Եթե այս պարամետրը չափազանց փոքր է, համակարգը կարող է վտանգի ենթարկվել հոսանքի միջոցով OCP-ի փորձարկման ժամանակ:

PD. Առավելագույն հզորությունը սպառված է: Այն վերաբերում է արտահոսքի աղբյուրի էներգիայի թույլատրելի առավելագույն սպառմանը` առանց դաշտային ազդեցության տրանզիստորի աշխատանքի վատթարացման: Երբ օգտագործվում է, FET-ի իրական էներգիայի սպառումը պետք է լինի ավելի քիչ, քան PDSM-ը և թողնի որոշակի մարժան: Այս պարամետրը սովորաբար նվազում է, քանի որ հանգույցի ջերմաստիճանը մեծանում է

VDSS. արտահոսքի աղբյուրի առավելագույն դիմացկուն լարման: Դրենաժային աղբյուրի լարումը, երբ հոսող արտահոսքի հոսանքը հասնում է որոշակի արժեքի (կտրուկ բարձրանում) որոշակի ջերմաստիճանի և դարպաս-աղբյուրի կարճ միացման դեպքում: Դրենաժային աղբյուրի լարումն այս դեպքում կոչվում է նաև ավալանշի խզման լարում: VDSS-ն ունի դրական ջերմաստիճանի գործակից: -50°C-ում VDSS-ը մոտավորապես 90%-ն է 25°C-ի դեպքում: Սովորական արտադրության մեջ սովորաբար թողնված նպաստի պատճառով MOSFET-ի ավալանշի քայքայման լարումը միշտ ավելի մեծ է, քան անվանական անվանական լարումը:

ՕԼՈՒԿԵՅՋերմ խորհուրդներ. Արտադրանքի հուսալիությունն ապահովելու համար ամենավատ աշխատանքային պայմաններում խորհուրդ է տրվում, որ աշխատանքային լարումը չպետք է գերազանցի անվանական արժեքի 80-90%-ը:

VGSS. Դարպասի աղբյուրի առավելագույն դիմացկուն լարման: Այն վերաբերում է VGS արժեքին, երբ դարպասի և աղբյուրի միջև հակադարձ հոսանքը սկսում է կտրուկ աճել: Լարման այս արժեքի գերազանցումը կհանգեցնի դարպասի օքսիդի շերտի դիէլեկտրիկ խզմանը, որը կործանարար և անդառնալի խափանում է:

TJ. գործառնական հանգույցի առավելագույն ջերմաստիճանը: Այն սովորաբար 150℃ կամ 175℃ է: Սարքի նախագծման աշխատանքային պայմաններում անհրաժեշտ է խուսափել այս ջերմաստիճանը գերազանցելուց և որոշակի լուսանցք թողնել։

TSTG: Պահպանման ջերմաստիճանի միջակայք

Այս երկու պարամետրերը՝ TJ-ը և TSTG-ը, չափորոշում են հանգույցի ջերմաստիճանի միջակայքը, որը թույլատրվում է սարքի աշխատանքային և պահեստավորման միջավայրով: Ջերմաստիճանի այս միջակայքը նախատեսված է սարքի նվազագույն աշխատանքային կյանքի պահանջներին համապատասխանելու համար: Եթե ապահովվի սարքի աշխատանքը այս ջերմաստիճանի միջակայքում, ապա դրա աշխատանքային ժամկետը զգալիորեն կերկարացվի:

2. Ստատիկ պարամետրեր

MOSFET-ի փորձարկման պայմանները հիմնականում 2.5V, 4.5V և 10V են:

V(BR)DSS. արտահոսքի աղբյուրի խզման լարում: Այն վերաբերում է արտահոսքի աղբյուրի առավելագույն լարմանը, որին կարող է դիմակայել դաշտային էֆեկտի տրանզիստորը, երբ դարպասի աղբյուրի լարումը VGS-ը 0 է: Սա սահմանափակող պարամետր է, և դաշտային էֆեկտի տրանզիստորի նկատմամբ կիրառվող աշխատանքային լարումը պետք է լինի V(BR) պակաս: DSS. Այն ունի դրական ջերմաստիճանի բնութագրեր: Հետևաբար, ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում այս պարամետրի արժեքը պետք է հաշվի առնվի որպես անվտանգության նկատառում:

△V(BR)DSS/△Tj. արտահոսքի աղբյուրի խզման լարման ջերմաստիճանի գործակիցը, ընդհանուր առմամբ 0.1V/℃

RDS (միացված). VGS-ի (սովորաբար 10 Վ), հանգույցի ջերմաստիճանի և արտահոսքի հոսանքի որոշակի պայմաններում, արտահոսքի և աղբյուրի միջև առավելագույն դիմադրություն, երբ MOSFET-ը միացված է: Դա շատ կարևոր պարամետր է, որը որոշում է սպառվող հզորությունը, երբ MOSFET-ը միացված է: Այս պարամետրը սովորաբար աճում է հանգույցի ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Հետևաբար, այս պարամետրի արժեքը գործառնական հանգույցի ամենաբարձր ջերմաստիճանում պետք է օգտագործվի կորստի և լարման անկման հաշվարկի համար:

VGS(th)՝ միացման լարում (շեմային լարում): Երբ արտաքին դարպասի կառավարման լարումը VGS-ը գերազանցում է VGS(th), ջրահեռացման և աղբյուրի շրջանների մակերևութային ինվերսիոն շերտերը կազմում են միացված ալիք: Ծրագրերում դարպասի լարումը, երբ ID-ն հավասար է 1 մԱ-ի արտահոսքի կարճ միացման պայմաններում, հաճախ կոչվում է միացման լարում: Այս պարամետրը սովորաբար նվազում է, երբ հանգույցի ջերմաստիճանը բարձրանում է

IDSS՝ հագեցած արտահոսքի աղբյուրի հոսանք, արտահոսքի աղբյուրի հոսանք, երբ դարպասի լարումը VGS=0 և VDS որոշակի արժեք է: Ընդհանուր առմամբ microamp մակարդակում

IGSS. դարպասի աղբյուրի շարժիչի հոսանք կամ հակադարձ հոսանք: Քանի որ MOSFET մուտքային դիմադրությունը շատ մեծ է, IGSS-ն ընդհանուր առմամբ գտնվում է նանոամպերի մակարդակում:

3. Դինամիկ պարամետրեր

gfs՝ թափանցիկություն: Այն վերաբերում է արտահոսքի ելքային հոսանքի փոփոխության հարաբերակցությանը դարպասի աղբյուրի լարման փոփոխությանը: Դա ջրահեռացման հոսանքը կառավարելու դարպասի աղբյուրի լարման ունակության չափանիշ է: Խնդրում ենք նայեք gfs-ի և VGS-ի միջև փոխանցման փոխհարաբերությունների գծապատկերին:

Qg: Դարպասի լիցքավորման ընդհանուր հզորությունը: MOSFET-ը լարման տիպի շարժիչ սարք է: Շարժման գործընթացը դարպասի լարման հաստատման գործընթացն է: Սա ձեռք է բերվում դարպասի աղբյուրի և դարպասի արտահոսքի միջև հզորությունը լիցքավորելու միջոցով: Այս ասպեկտը մանրամասն կքննարկվի ստորև:

Qgs: Դարպասի աղբյուրի լիցքավորման հզորություն

Qgd. դարպասից արտահոսքի լիցքավորում (հաշվի առնելով Միլերի էֆեկտը): MOSFET-ը լարման տիպի շարժիչ սարք է: Շարժման գործընթացը դարպասի լարման հաստատման գործընթացն է: Սա ձեռք է բերվում դարպասի աղբյուրի և դարպասի արտահոսքի միջև հզորությունը լիցքավորելու միջոցով:

Td(on): հաղորդման հետաձգման ժամանակը: Ժամանակը, երբ մուտքային լարումը բարձրանում է մինչև 10% մինչև VDS-ն իջնում է մինչև իր ամպլիտուդի 90%-ը

Tr՝ բարձրացման ժամանակ, VDS ելքային լարման 90%-ից մինչև 10% նվազման ժամանակը

Td(անջատված): Անջատման հետաձգման ժամանակը, այն ժամանակը, երբ մուտքային լարումը իջնում է մինչև 90% մինչև VDS-ը բարձրանում է մինչև իր անջատման լարման 10%-ը:

Tf: Աշնանային ժամանակ, VDS ելքային լարման 10%-ից 90% իր ամպլիտուդի բարձրացման ժամանակը

Ciss. Մուտքագրեք հզորությունը, կարճ միացրեք արտահոսքը և աղբյուրը և չափեք հզորությունը դարպասի և աղբյուրի միջև AC ազդանշանով: Ciss= CGD + CGS (CDS կարճ միացում): Այն ուղղակիորեն ազդում է սարքի միացման և անջատման հետաձգումների վրա:

Coss. Ելքային հզորություն, կարճ միացրեք դարպասը և աղբյուրը և չափեք տարողությունը արտահոսքի և աղբյուրի միջև AC ազդանշանով: Coss = CDS + CGD

Crss: Հակադարձ փոխանցման հզորություն: Երբ աղբյուրը միացված է գետնին, չափված հզորությունը ջրահեռացման և դարպասի միջև Crss=CGD: Անջատիչների համար կարևոր պարամետրերից մեկը բարձրացման և անկման ժամանակն է: Crss=CGD

Արտադրողների մեծամասնության կողմից MOSFET-ի միջէլեկտրոդային հզորությունը և MOSFET-ով պայմանավորված հզորությունը բաժանվում են մուտքային հզորության, ելքային հզորության և հետադարձ կապի հզորության: Մեջբերված արժեքները վերաբերում են արտահոսքի աղբյուրի ֆիքսված լարմանը: Այս հզորությունները փոխվում են արտահոսքի աղբյուրի լարման փոփոխության հետ, և հզորության արժեքը սահմանափակ ազդեցություն ունի: Մուտքային հզորության արժեքը ցույց է տալիս միայն վարորդի սխեմայի կողմից պահանջվող լիցքավորման մոտավոր ցուցանիշը, մինչդեռ դարպասի լիցքավորման տեղեկատվությունը ավելի օգտակար է: Այն ցույց է տալիս էներգիայի քանակությունը, որը պետք է լիցքավորի դարպասը դեպի աղբյուր որոշակի լարման հասնելու համար:

4. Ձնահյուսի խզման բնորոշ պարամետրեր

Ձնահոսքի փլուզման բնութագրիչ պարամետրը MOSFET-ի ունակության ցուցանիշն է անջատված վիճակում գերլարմանը դիմակայելու համար: Եթե լարումը գերազանցում է արտահոսքի աղբյուրի սահմանային լարումը, սարքը կլինի ավալանշ վիճակում:

EAS. Մեկ իմպուլսային ավալանշի խզման էներգիա: Սա սահմանային պարամետր է, որը ցույց է տալիս ավալանշի քայքայման առավելագույն էներգիան, որին կարող է դիմակայել MOSFET-ը:

IAR՝ ձնահոսքի հոսանք

ԱԿԱՆՋ. Կրկնվող ավալանշի խզման էներգիա

5. In vivo դիոդի պարամետրերը

IS՝ շարունակական առավելագույն ազատ պտտվող հոսանք (աղբյուրից)

ISM՝ զարկերակային առավելագույն ազատ պտտվող հոսանք (աղբյուրից)

VSD՝ առաջ լարման անկում

Trr: հակադարձ վերականգնման ժամանակը

Qrr. Հակադարձ լիցքավորման վերականգնում

Տոն: Առաջ անցման ժամանակ: (հիմնականում աննշան)

WINSOK MOSFET ավալանշի քայքայման բնորոշ պարամետրեր

MOSFET-ի միացման և անջատման ժամանակի սահմանում

Դիմումի գործընթացում հաճախ պետք է հաշվի առնել հետևյալ բնութագրերը.

1. V (BR) DSS-ի դրական ջերմաստիճանի գործակիցի բնութագրերը: Այս հատկանիշը, որը տարբերվում է երկբևեռ սարքերից, դրանք ավելի հուսալի է դարձնում, քանի որ նորմալ աշխատանքային ջերմաստիճանը բարձրանում է: Բայց պետք է նաև ուշադրություն դարձնել դրա հուսալիությանը ցածր ջերմաստիճանի ցուրտ մեկնարկների ժամանակ:

2. V(GS)th-ի բացասական ջերմաստիճանի գործակցի բնութագրերը. Դարպասի շեմի ներուժը որոշակի չափով կնվազի, քանի որ հանգույցի ջերմաստիճանը մեծանում է: Որոշ ճառագայթում նույնպես կնվազեցնի այս շեմային ներուժը, հնարավոր է նույնիսկ 0-ից ցածր: Այս հատկությունը պահանջում է, որ ինժեներները ուշադրություն դարձնեն այս իրավիճակներում MOSFET-ների միջամտությանը և կեղծ գործարկմանը, հատկապես ցածր շեմային պոտենցիալով MOSFET հավելվածների համար: Այս հատկանիշի պատճառով երբեմն անհրաժեշտ է լինում դարպասի շարժիչի անջատված լարման ներուժը նախագծել բացասական արժեքով (նկատի ունենալով N-տիպին, P-տիպին և այլն) միջամտությունից և կեղծ հրահրումից խուսափելու համար:

3. VDSon/RDSo-ի դրական ջերմաստիճանի գործակիցի բնութագրերը: Այն հատկանիշը, որ VDSon/RDSon-ը փոքր-ինչ մեծանում է, երբ հանգույցի ջերմաստիճանը մեծանում է, հնարավորություն է տալիս անմիջականորեն զուգահեռ օգտագործել MOSFET-ները: Երկբևեռ սարքերն այս առումով ճիշտ հակառակն են, ուստի դրանց զուգահեռ օգտագործումը բավականին բարդանում է։ RDSon-ը նույնպես մի փոքր կավելանա ID-ի ավելացման հետ: Այս հատկանիշը և միացման և մակերևույթի RDSon-ի դրական ջերմաստիճանի բնութագրերը թույլ են տալիս MOSFET-ին խուսափել երկբևեռ սարքերի նման երկրորդական խափանումներից: Այնուամենայնիվ, պետք է նշել, որ այս հատկանիշի ազդեցությունը բավականին սահմանափակ է: Զուգահեռաբար, push-pull կամ այլ ծրագրերի օգտագործման դեպքում դուք չեք կարող լիովին ապավինել այս հատկության ինքնակարգավորմանը: Որոշ հիմնարար միջոցառումներ դեռևս անհրաժեշտ են։ Այս հատկանիշը նաև բացատրում է, որ հաղորդման կորուստներն ավելի մեծ են դառնում բարձր ջերմաստիճաններում: Հետեւաբար, կորուստները հաշվարկելիս պետք է հատուկ ուշադրություն դարձնել պարամետրերի ընտրությանը:

4. ID-ի բացասական ջերմաստիճանի գործակցի բնութագրերը, MOSFET-ի պարամետրերի և դրա հիմնական բնութագրերի ID-ի ընկալումը զգալիորեն կնվազեն հանգույցի ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Այս հատկանիշը հաճախ անհրաժեշտ է դարձնում նախագծման ընթացքում բարձր ջերմաստիճանի դեպքում հաշվի առնել դրա ID պարամետրերը:

5. IER/EAS ավալանշի հնարավորության բացասական ջերմաստիճանի գործակիցի բնութագրերը: Հանգույցի ջերմաստիճանի բարձրացումից հետո, չնայած MOSFET-ը կունենա ավելի մեծ V(BR)DSS, պետք է նշել, որ EAS-ը զգալիորեն կնվազի: Այսինքն՝ բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում ձնահյուսին դիմակայելու նրա կարողությունը շատ ավելի թույլ է, քան սովորական ջերմաստիճանի դեպքում։

6. MOSFET-ում մակաբուծական դիոդի հաղորդունակությունը և հակադարձ վերականգնման կատարումը ոչ ավելի լավն են, քան սովորական դիոդները: Չի ակնկալվում, որ այն կօգտագործվի որպես հիմնական հոսանքի կրիչ նախագծման հանգույցում: Արգելափակող դիոդները հաճախ միացվում են հաջորդաբար՝ մարմնի մեջ մակաբույծ դիոդները անվավեր դարձնելու համար, և լրացուցիչ զուգահեռ դիոդներ օգտագործվում են շղթայի էլեկտրական կրիչ ձևավորելու համար: Այնուամենայնիվ, այն կարող է դիտարկվել որպես կրող կարճաժամկետ հաղորդման կամ որոշ փոքր ընթացիկ պահանջների դեպքում, ինչպիսիք են սինխրոն ուղղումը:

7. Դրենաժային պոտենցիալի արագ աճը կարող է առաջացնել դարպասի շարժիչի կեղծ հրահրում, ուստի այս հնարավորությունը պետք է հաշվի առնել մեծ dVDS/dt ծրագրերում (բարձր հաճախականության արագ միացման սխեմաներ):