MOSFET parametrlari haqida qancha bilasiz? OLUKEY buni siz uchun tahlil qiladi

"MOSFET" - bu metall oksidi yarimo'tkazgichli maydon effekti tranzistorining qisqartmasi. Bu uchta materialdan tayyorlangan qurilma: metall, oksid (SiO2 yoki SiN) va yarim o'tkazgich. MOSFET yarimo'tkazgich sohasidagi eng asosiy qurilmalardan biridir. Bu IC dizaynida yoki plata darajasidagi sxema ilovalarida bo'ladimi, u juda keng. MOSFET ning asosiy parametrlariga ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th) va boshqalar kiradi. Bularni bilasizmi? OLUKEY kompaniyasi, o'rta va past kuchlanishli Tayvanning o'rta va yuqori darajadagi winsok kompaniyasi sifatidaMOSFETagent xizmati provayderi, sizga MOSFETning turli parametrlarini batafsil tushuntirish uchun qariyb 20 yillik tajribaga ega asosiy jamoaga ega!

Rasm: WINSOK MOSFETWSG03N10 spetsifikatsiya varaqasi

MOSFET parametrlarining ma'nosi tavsifi

1. Ekstremal parametrlar:

ID: Drenaj manbasining maksimal oqimi. Dala effekti tranzistori normal ishlayotganida, drenaj va manba o'rtasida o'tishga ruxsat etilgan maksimal oqimga ishora qiladi. Dala effektli tranzistorning ish oqimi ID dan oshmasligi kerak. Birlashma harorati oshishi bilan bu parametr kamayadi.

IDM: Maksimal impulsli drenaj manbai oqimi. Ushbu parametr ulanish harorati oshishi bilan pasayadi, bu zarba qarshiligini aks ettiradi va puls vaqtiga ham bog'liq. Agar bu parametr juda kichik bo'lsa, OCP testi paytida tizim oqim tomonidan parchalanish xavfi ostida bo'lishi mumkin.

PD: Maksimal quvvat sarflanadi. Dala effektli tranzistorning ishlashini yomonlashtirmasdan ruxsat etilgan maksimal drenaj manbai quvvat sarfini bildiradi. Foydalanilganda, FETning haqiqiy quvvat iste'moli PDSM dan kamroq bo'lishi va ma'lum bir chegarani qoldirishi kerak. Ushbu parametr odatda ulanish harorati oshishi bilan kamayadi

VDSS: Maksimal drenaj manbasiga chidamli kuchlanish. Oqib turgan drenaj oqimi ma'lum bir harorat va darvoza manbai qisqa tutashuvi ostida ma'lum bir qiymatga (keskin ko'tariladi) yetganda drenaj manbai kuchlanishi. Bu holatda drenaj manbai kuchlanishi ko'chkining buzilishi kuchlanishi deb ham ataladi. VDSS ijobiy harorat koeffitsientiga ega. -50 ° C da VDSS 25 ° C da taxminan 90% ni tashkil qiladi. Odatda normal ishlab chiqarishda qoldirilgan ruxsat tufayli, MOSFETning ko'chki parchalanish kuchlanishi har doim nominal nominal kuchlanishdan yuqori.

OLUKEYIssiq maslahatlar: Mahsulotning ishonchliligini ta'minlash uchun, eng yomon ish sharoitida, ish kuchlanishi nominal qiymatning 80 ~ 90% dan oshmasligi tavsiya etiladi.

VGSS: Eshik manbasining maksimal chidamli kuchlanishi. Darvoza va manba o'rtasidagi teskari oqim keskin o'sishni boshlaganda VGS qiymatiga ishora qiladi. Ushbu kuchlanish qiymatidan oshib ketish eshik oksidi qatlamining dielektrik parchalanishiga olib keladi, bu halokatli va qaytarilmas buzilishdir.

TJ: Maksimal ishlaydigan ulanish harorati. Odatda 150 ℃ yoki 175 ℃. Qurilmani loyihalashning ish sharoitida ushbu haroratdan oshib ketmaslik va ma'lum bir chegarani qoldirish kerak.

TSTG: saqlash harorati oralig'i

Ushbu ikki parametr, TJ va TSTG, qurilmaning ish va saqlash muhiti tomonidan ruxsat etilgan ulanish harorati oralig'ini sozlaydi. Ushbu harorat oralig'i qurilmaning minimal ishlash muddati talablariga javob beradigan tarzda o'rnatiladi. Agar qurilma ushbu harorat oralig'ida ishlashi ta'minlansa, uning ishlash muddati sezilarli darajada uzaytiriladi.

2. Statik parametrlar

MOSFET sinov shartlari odatda 2.5V, 4.5V va 10V.

V(BR)DSS: Drenaj manbasining buzilishi kuchlanishi. Darvoza manbai kuchlanishi VGS 0 bo'lganda dala effektli tranzistor bardosh bera oladigan maksimal drenaj manbai kuchlanishiga ishora qiladi. Bu cheklovchi parametr bo'lib, dala effektli tranzistorga qo'llaniladigan ish kuchlanishi V(BR) dan kam bo'lishi kerak. DSS. U ijobiy harorat xususiyatlariga ega. Shuning uchun, past harorat sharoitida ushbu parametrning qiymati xavfsizlik nuqtai nazaridan qabul qilinishi kerak.

△V(BR)DSS/△Tj: Drenaj manbasining uzilish kuchlanishining harorat koeffitsienti, odatda 0,1V/℃

RDS (yoqilgan): VGS (odatda 10V), ulanish harorati va drenaj oqimining muayyan sharoitlarida, MOSFET yoqilganda, drenaj va manba o'rtasidagi maksimal qarshilik. MOSFET yoqilganda iste'mol qilinadigan quvvatni aniqlaydigan juda muhim parametr. Bu parametr odatda ulanish harorati oshishi bilan ortadi. Shuning uchun, yo'qotish va kuchlanish pasayishini hisoblash uchun ushbu parametrning eng yuqori ishlaydigan ulanish haroratida qiymati ishlatilishi kerak.

VGS(th): yoqish kuchlanishi (bo'sa kuchlanish). Tashqi eshikni boshqarish kuchlanishi VGS VGS(th) dan oshib ketganda, drenaj va manba hududlarining sirt inversiya qatlamlari ulangan kanalni hosil qiladi. Ilovalarda, drenajning qisqa tutashuvi holatida ID 1 mA ga teng bo'lgan eshik kuchlanishi ko'pincha yoqish kuchlanishi deb ataladi. Bu parametr odatda ulanish harorati oshishi bilan kamayadi

IDSS: to'yingan drenaj manba oqimi, VGS = 0 va VDS eshik kuchlanishi ma'lum bir qiymat bo'lganda drenaj manba oqimi. Odatda mikroamper darajasida

IGSS: darvoza manbasi haydovchi oqimi yoki teskari oqim. MOSFET kirish empedansi juda katta bo'lganligi sababli, IGSS odatda nanoamp darajasida.

3. Dinamik parametrlar

gfs: o'tkazuvchanlik. Bu drenajning chiqish oqimining o'zgarishining eshik manbai kuchlanishining o'zgarishiga nisbatini bildiradi. Bu oqim manbai kuchlanishining drenaj oqimini boshqarish qobiliyatining o'lchovidir. Iltimos, gfs va VGS o'rtasidagi uzatish munosabatlari uchun jadvalga qarang.

Qg: Eshikning umumiy zaryadlash quvvati. MOSFET - kuchlanish turidagi haydash moslamasi. Haydash jarayoni eshik kuchlanishini o'rnatish jarayonidir. Bunga eshik manbai va eshik drenaji o'rtasidagi sig'imni zaryad qilish orqali erishiladi. Bu jihat quyida batafsil muhokama qilinadi.

Qgs: Gate manbasini zaryad qilish imkoniyati

Qgd: eshikdan drenajga zaryad (Miller effektini hisobga olgan holda). MOSFET - kuchlanish turidagi haydash moslamasi. Haydash jarayoni eshik kuchlanishini o'rnatish jarayonidir. Bunga eshik manbai va eshik drenaji o'rtasidagi sig'imni zaryad qilish orqali erishiladi.

Td(on): o'tkazuvchanlikni kechiktirish vaqti. Kirish kuchlanishining 10% gacha ko'tarilishidan VDS amplitudasining 90% gacha tushishigacha bo'lgan vaqt

Tr: ko'tarilish vaqti, VDS chiqish kuchlanishining amplitudasining 90% dan 10% gacha tushishi vaqti

Td(off): O'chirishning kechikish vaqti, kirish voltaji 90% ga tushganidan VDS o'chirish kuchlanishining 10% gacha ko'tarilishigacha bo'lgan vaqt

Tf: tushish vaqti, VDS chiqish kuchlanishining amplitudasining 10% dan 90% gacha ko'tarilish vaqti

Ciss: Kirish sig'imi, drenaj va manbani qisqa tutashuvga o'tkazing va darvoza va manba o'rtasidagi sig'imni AC signali bilan o'lchang. Ciss= CGD + CGS (CDS qisqa tutashuvi). Qurilmani yoqish va o'chirish kechikishlariga bevosita ta'sir qiladi.

Coss: Chiqish sig'imi, darvoza va manbani qisqa tutashuvi va drenaj va manba o'rtasidagi sig'imni AC signali bilan o'lchash. Coss = CDS + CGD

Crss: teskari uzatish sig'imi. Manba erga ulangan bo'lsa, drenaj va eshik orasidagi o'lchangan sig'im Crss = CGD. Kalitlar uchun muhim parametrlardan biri ko'tarilish va tushish vaqtidir. Crss = CGD

MOSFETning elektrodlararo sig'imi va MOSFET induktsiyali sig'imi ko'pchilik ishlab chiqaruvchilar tomonidan kirish sig'imi, chiqish sig'imi va qayta aloqa sig'imiga bo'linadi. Ko'rsatilgan qiymatlar sobit drenajdan manbaga kuchlanish uchun. Bu sig'imlar drenaj manbai kuchlanishining o'zgarishi bilan o'zgaradi va sig'imning qiymati cheklangan ta'sirga ega. Kirish sig'im qiymati faqat haydovchi pallasida talab qilinadigan zaryadlashning taxminiy ko'rsatkichini beradi, eshik zaryadlash ma'lumotlari esa foydaliroqdir. Bu ma'lum bir eshikdan manba kuchlanishiga erishish uchun eshik zaryadlashi kerak bo'lgan energiya miqdorini ko'rsatadi.

4. Ko'chkining parchalanishi xarakteristikasi parametrlari

Ko'chkining buzilishi xarakteristikasi parametri MOSFETning o'chirilgan holatda haddan tashqari kuchlanishga bardosh berish qobiliyatining ko'rsatkichidir. Agar kuchlanish drenaj manbasining chegara kuchlanishidan oshsa, qurilma ko'chki holatida bo'ladi.

EAS: Bir pulsli ko'chkining parchalanish energiyasi. Bu chegara parametri bo'lib, MOSFET bardosh bera oladigan maksimal ko'chki parchalanish energiyasini ko'rsatadi.

IAR: ko'chki oqimi

EAR: Takrorlangan ko'chki buzilishi energiyasi

5. In vivo diod parametrlari

IS: Uzluksiz maksimal erkin aylanish oqimi (manbadan)

ISM: impulsning maksimal erkin aylanish oqimi (manbadan)

VSD: oldinga kuchlanish pasayishi

Trr: teskari tiklanish vaqti

Qrr: teskari zaryadni tiklash

Ton: oldinga o'tkazish vaqti. (Asosan ahamiyatsiz)

WINSOK MOSFET ko'chki parchalanishi xarakterli parametrlari

MOSFET-ni yoqish va o'chirish vaqtini aniqlash

Ariza berish jarayonida ko'pincha quyidagi xususiyatlarni hisobga olish kerak:

1. V (BR) DSS ning ijobiy harorat koeffitsienti xususiyatlari. Bipolyar qurilmalardan farqli bo'lgan bu xususiyat odatdagi ish haroratining oshishi bilan ularni yanada ishonchli qiladi. Ammo past haroratli sovuq boshlanganda uning ishonchliligiga ham e'tibor qaratishingiz kerak.

2. V(GS)th ning manfiy harorat koeffitsienti xarakteristikalari. Birlashma haroratining oshishi bilan darvozaning chegara potentsiali ma'lum darajada kamayadi. Ba'zi radiatsiya ham bu chegara potentsialini pasaytiradi, ehtimol hatto 0 potentsialdan ham past bo'ladi. Bu xususiyat muhandislardan ushbu vaziyatlarda MOSFET-larning aralashuvi va noto'g'ri ishga tushirilishiga e'tibor berishni talab qiladi, ayniqsa MOSFET-ning past potentsialli ilovalari uchun. Ushbu xususiyat tufayli, ba'zida shovqin va noto'g'ri ishga tushirishni oldini olish uchun eshik drayverining kuchlanishdan tashqari potentsialini salbiy qiymatga (N-turi, P-turi va boshqalarni nazarda tutadi) loyihalash kerak bo'ladi.

3.VDSon/RDSo ning musbat harorat koeffitsienti xarakteristikalari. VDSon/RDSon ulanish harorati oshishi bilan bir oz ortib borishi xarakteristikasi MOSFET-larni parallel ravishda to'g'ridan-to'g'ri ishlatish imkonini beradi. Bipolyar qurilmalar bu borada aksincha, shuning uchun ularni parallel ravishda ishlatish ancha murakkablashadi. ID ortishi bilan RDSon ham biroz ortadi. Birlashma va sirt RDSonning bu xarakteristikasi va ijobiy harorat xususiyatlari MOSFET-ga bipolyar qurilmalar kabi ikkilamchi buzilishning oldini olishga imkon beradi. Biroq, bu xususiyatning ta'siri ancha cheklanganligini ta'kidlash kerak. Parallel, push-pull yoki boshqa ilovalarda foydalanilganda, siz ushbu xususiyatning o'zini o'zi boshqarishiga to'liq tayanolmaysiz. Ba'zi fundamental choralar hali ham zarur. Bu xususiyat, shuningdek, yuqori haroratlarda o'tkazuvchanlik yo'qotishlarining kattalashishini tushuntiradi. Shuning uchun yo'qotishlarni hisoblashda parametrlarni tanlashga alohida e'tibor berilishi kerak.

4. ID ning salbiy harorat koeffitsienti xarakteristikalari, MOSFET parametrlarini tushunish va uning asosiy xarakteristikalari ID ulanish harorati oshishi bilan sezilarli darajada kamayadi. Ushbu xarakteristika ko'pincha dizayn paytida uning ID parametrlarini yuqori haroratlarda hisobga olishni talab qiladi.

5. IER/EAS ko'chki qobiliyatining salbiy harorat koeffitsienti xususiyatlari. Birlashma harorati oshganidan so'ng, MOSFET kattaroq V (BR) DSSga ega bo'lsa-da, EAS sezilarli darajada qisqarishini ta'kidlash kerak. Ya'ni, uning yuqori harorat sharoitida qor ko'chkilariga dosh berish qobiliyati odatdagi haroratga qaraganda ancha zaifdir.

6. MOSFETdagi parazit diyotning o'tkazuvchanlik qobiliyati va teskari tiklanish ko'rsatkichlari oddiy diodlardan yaxshiroq emas. Dizayndagi halqadagi asosiy oqim tashuvchisi sifatida foydalanish kutilmaydi. Tanadagi parazitar diodlarni bekor qilish uchun blokirovka qiluvchi diodlar ko'pincha ketma-ket ulanadi va elektron elektr tashuvchini shakllantirish uchun qo'shimcha parallel diodlar ishlatiladi. Biroq, u qisqa muddatli o'tkazuvchanlik yoki sinxron rektifikatsiya kabi ba'zi bir kichik oqim talablarida tashuvchi sifatida ko'rib chiqilishi mumkin.

7. Drenaj potentsialining tez ko'tarilishi darvoza drayverini soxta ishga tushirishga olib kelishi mumkin, shuning uchun bu imkoniyatni katta dVDS/dt ilovalarida (yuqori chastotali tez almashtirish sxemalari) hisobga olish kerak.