რამდენად იცით MOSFET პარამეტრების შესახებ? OLUKEY ამას აანალიზებს თქვენთვის

"MOSFET" არის ლითონის ოქსიდის ნახევარგამტარული ველის ეფექტის ტრანზისტორის აბრევიატურა. ეს არის სამი მასალისგან დამზადებული მოწყობილობა: ლითონი, ოქსიდი (SiO2 ან SiN) და ნახევარგამტარი. MOSFET არის ერთ-ერთი ყველაზე ძირითადი მოწყობილობა ნახევარგამტარულ სფეროში. იქნება ეს IC დიზაინში თუ დაფის დონის მიკროსქემის აპლიკაციებში, ის ძალიან ვრცელია. MOSFET-ის ძირითადი პარამეტრებია ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th) და ა.შ. ეს იცით? OLUKEY კომპანია, როგორც Winsok ტაივანის საშუალო და მაღალი დონის საშუალო და დაბალი ძაბვისMOSFETაგენტის სერვისის პროვაიდერს ჰყავს ძირითადი გუნდი თითქმის 20 წლიანი გამოცდილებით, რომელიც დეტალურად აგიხსნით MOSFET-ის სხვადასხვა პარამეტრებს!

სურათი: WINSOK MOSFETWSG03N10 სპეციფიკაციის ფურცელი

MOSFET პარამეტრების მნიშვნელობის აღწერა

1. ექსტრემალური პარამეტრები:

ID: გადინების წყაროს მაქსიმალური დენი. ეს ეხება მაქსიმალურ დენს, რომელიც დაშვებულია დრენაჟსა და წყაროს შორის, როდესაც ველის ეფექტის ტრანზისტორი ნორმალურად მუშაობს. ველის ეფექტის ტრანზისტორის სამუშაო დენი არ უნდა აღემატებოდეს ID-ს. ეს პარამეტრი მცირდება შეერთების ტემპერატურის მატებასთან ერთად.

IDM: მაქსიმალური პულსირებული გადინების წყაროს დენი. ეს პარამეტრი შემცირდება შეერთების ტემპერატურის მატებასთან ერთად, რაც ასახავს ზემოქმედების წინააღმდეგობას და ასევე დაკავშირებულია პულსის დროს. თუ ეს პარამეტრი ძალიან მცირეა, სისტემას შეიძლება დაემუქროს დენის მიხედვით დაშლის რისკი OCP ტესტირების დროს.

PD: მაქსიმალური სიმძლავრე გაფანტულია. ეს ეხება გადინების წყაროს ენერგიის მაქსიმალურ გაფრქვევას დაშვებული ველის ეფექტის ტრანზისტორის მუშაობის გაუარესების გარეშე. გამოყენებისას, FET-ის ფაქტობრივი ენერგიის მოხმარება უნდა იყოს PDSM-ზე ნაკლები და დატოვოს გარკვეული ზღვარი. ეს პარამეტრი ზოგადად მცირდება შეერთების ტემპერატურის მატებასთან ერთად

VDSS: გადინების წყაროს მაქსიმალური ძაბვა. სადრენაჟო წყაროს ძაბვა, როდესაც გადინების დენი აღწევს კონკრეტულ მნიშვნელობას (მკვეთრად მატულობს) კონკრეტული ტემპერატურისა და კარიბჭის წყაროს მოკლე ჩართვის პირობებში. დრენაჟის წყაროს ძაბვას ამ შემთხვევაში ასევე უწოდებენ ზვავის დაშლის ძაბვას. VDSS-ს აქვს დადებითი ტემპერატურის კოეფიციენტი. -50°C-ზე, VDSS დაახლოებით 90%-ია 25°C-ზე. ნორმალურ წარმოებაში ჩვეულებრივ დატოვებული შეღავათიდან გამომდინარე, MOSFET-ის ზვავის დაშლის ძაბვა ყოველთვის აღემატება ნომინალურ ნომინალურ ძაბვას.

ოლუკითბილი რჩევები: პროდუქტის საიმედოობის უზრუნველსაყოფად, ყველაზე უარეს სამუშაო პირობებში, რეკომენდებულია სამუშაო ძაბვა არ აღემატებოდეს ნომინალური მნიშვნელობის 80-90%-ს.

VGSS: კარიბჭის წყაროს მაქსიმალური ძაბვა. ეს ეხება VGS მნიშვნელობას, როდესაც საპირისპირო დენი კარიბჭესა და წყაროს შორის მკვეთრად იზრდება. ამ ძაბვის მნიშვნელობის გადაჭარბება გამოიწვევს კარიბჭის ოქსიდის ფენის დიელექტრიკულ რღვევას, რაც არის დესტრუქციული და შეუქცევადი ავარია.

TJ: მაქსიმალური სამუშაო შეერთების ტემპერატურა. ეს ჩვეულებრივ არის 150℃ ან 175℃. მოწყობილობის დიზაინის მუშაობის პირობებში აუცილებელია ამ ტემპერატურის გადაჭარბების თავიდან აცილება და გარკვეული ზღვარის დატოვება.

TSTG: შენახვის ტემპერატურის დიაპაზონი

ეს ორი პარამეტრი, TJ და TSTG, კალიბრირებს კავშირის ტემპერატურის დიაპაზონს, რომელიც დაშვებულია მოწყობილობის სამუშაო და შენახვის გარემოში. ტემპერატურის ეს დიაპაზონი დაყენებულია მოწყობილობის მუშაობის მინიმალურ მოთხოვნებს. თუ მოწყობილობა უზრუნველყოფილია ამ ტემპერატურის დიაპაზონში მუშაობისას, მისი მუშაობის ვადა მნიშვნელოვნად გაიზრდება.

2. სტატიკური პარამეტრები

MOSFET-ის ტესტის პირობები ძირითადად არის 2.5V, 4.5V და 10V.

V(BR)DSS: გადინების წყაროს დაშლის ძაბვა. ეს ეხება სადრენაჟო წყაროს მაქსიმალურ ძაბვას, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს საველე ეფექტის ტრანზისტორი, როდესაც კარიბჭის წყაროს ძაბვა VGS არის 0. ეს არის შემზღუდველი პარამეტრი და საველე ეფექტის ტრანზისტორზე გამოყენებული სამუშაო ძაბვა უნდა იყოს V(BR)-ზე ნაკლები. DSS. მას აქვს დადებითი ტემპერატურის მახასიათებლები. აქედან გამომდინარე, ამ პარამეტრის მნიშვნელობა დაბალი ტემპერატურის პირობებში უნდა იქნას მიღებული უსაფრთხოების თვალსაზრისით.

△V(BR)DSS/△Tj: გადინების წყაროს დაშლის ძაბვის ტემპერატურული კოეფიციენტი, ზოგადად 0.1V/℃

RDS(ჩართული): VGS-ის (ჩვეულებრივ 10V), შეერთების ტემპერატურისა და გადინების დენის გარკვეულ პირობებში, მაქსიმალური წინააღმდეგობა გადინებასა და წყაროს შორის, როდესაც MOSFET ჩართულია. ეს არის ძალიან მნიშვნელოვანი პარამეტრი, რომელიც განსაზღვრავს მოხმარებულ ენერგიას MOSFET-ის ჩართვისას. ეს პარამეტრი ზოგადად იზრდება შეერთების ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ამიტომ, ამ პარამეტრის მნიშვნელობა უმაღლეს საოპერაციო შეერთების ტემპერატურაზე უნდა იქნას გამოყენებული დანაკარგისა და ძაბვის ვარდნის გამოსათვლელად.

VGS(th): ჩართვის ძაბვა (ზღვრული ძაბვა). როდესაც გარე კარიბჭის კონტროლის ძაბვა VGS აჭარბებს VGS(th), დრენაჟის და წყაროს რეგიონების ზედაპირული ინვერსიული ფენები ქმნიან დაკავშირებულ არხს. აპლიკაციებში, კარიბჭის ძაბვას, როდესაც ID უდრის 1 mA-ს გადინების მოკლე ჩართვის პირობებში, ხშირად უწოდებენ ჩართვის ძაბვას. ეს პარამეტრი ჩვეულებრივ მცირდება შეერთების ტემპერატურის მატებასთან ერთად

IDSS: გაჯერებული გადინების წყაროს დენი, გადინების წყაროს დენი, როდესაც კარიბჭის ძაბვა VGS=0 და VDS არის გარკვეული მნიშვნელობა. ზოგადად მიკროამპერსის დონეზე

IGSS: კარიბჭის წყაროს წამყვანი დენი ან საპირისპირო დენი. ვინაიდან MOSFET-ის შეყვანის წინაღობა ძალიან დიდია, IGSS ძირითადად ნანოამპერსის დონეზეა.

3. დინამიური პარამეტრები

gfs: ტრანსგამტარობა. ეს ეხება გადინების გამომავალი დენის ცვლილების თანაფარდობას კარიბჭე-წყაროს ძაბვის ცვლილებასთან. ეს არის ჭიშკრის წყაროს ძაბვის უნარის საზომი გადინების დენის კონტროლისთვის. გთხოვთ გადახედოთ დიაგრამას gfs-სა და VGS-ს შორის გადაცემის ურთიერთობისთვის.

Qg: კარიბჭის დატენვის მთლიანი სიმძლავრე. MOSFET არის ძაბვის ტიპის მამოძრავებელი მოწყობილობა. მამოძრავებელი პროცესი არის კარიბჭის ძაბვის დადგენის პროცესი. ეს მიიღწევა კარიბჭის წყაროსა და კარიბჭის გადინებას შორის ტევადობის დატენვით. ეს ასპექტი დეტალურად იქნება განხილული ქვემოთ.

Qgs: კარიბჭის წყაროს დატენვის სიმძლავრე

Qgd: კარიბჭედან გადინების დატენვა (მილერის ეფექტის გათვალისწინებით). MOSFET არის ძაბვის ტიპის მამოძრავებელი მოწყობილობა. მამოძრავებელი პროცესი არის კარიბჭის ძაბვის დადგენის პროცესი. ეს მიიღწევა კარიბჭის წყაროსა და კარიბჭის გადინებას შორის ტევადობის დატენვით.

Td(on): გამტარობის შეფერხების დრო. დრო, როდესაც შეყვანის ძაბვა იზრდება 10%-მდე, სანამ VDS დაეცემა მისი ამპლიტუდის 90%-მდე

Tr: აწევის დრო, გამომავალი ძაბვის VDS ვარდნის დრო მისი ამპლიტუდის 90%-დან 10%-მდე.

Td(გამორთვა): გამორთვის დაყოვნების დრო, დრო, როდესაც შეყვანის ძაბვა იკლებს 90%-მდე, სანამ VDS იზრდება მისი გამორთვის ძაბვის 10%-მდე.

Tf: შემოდგომის დრო, გამომავალი ძაბვის VDS აწევის დრო მისი ამპლიტუდის 10%-დან 90%-მდე.

Ciss: შეიტანეთ ტევადობა, მოკლედ შეაერთეთ დრენაჟი და წყარო და გაზომეთ ტევადობა კარიბჭესა და წყაროს შორის AC სიგნალით. Ciss= CGD + CGS (CDS მოკლე ჩართვა). ეს პირდაპირ გავლენას ახდენს მოწყობილობის ჩართვისა და გამორთვის შეფერხებებზე.

Coss: გამომავალი ტევადობა, მოკლედ შეაერთეთ კარიბჭე და წყარო და გაზომეთ ტევადობა დრენაჟსა და წყაროს შორის AC სიგნალით. Coss = CDS + CGD

Crss: უკუ გადაცემის ტევადობა. წყაროსთან მიერთებული მიწასთან, გაზომილი ტევადობა დრენაჟსა და კარიბჭეს შორის Crss=CGD. გადამრთველების ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი პარამეტრია აწევისა და დაცემის დრო. Crss=CGD

მწარმოებლების უმეტესობის მიერ ელექტროდთაშორისი ტევადობა და MOSFET-ით გამოწვეული ტევადობა იყოფა შეყვანის ტევადობად, გამომავალ ტევადობად და უკუკავშირის ტევადობად. ციტირებული მნიშვნელობები არის ფიქსირებული გადინების წყაროს ძაბვისთვის. ეს სიმძლავრეები იცვლება დრენაჟის წყაროს ძაბვის ცვლილებისას და ტევადობის მნიშვნელობას აქვს შეზღუდული ეფექტი. შეყვანის ტევადობის მნიშვნელობა იძლევა მხოლოდ მიახლოებით მითითებას მძღოლის სქემისთვის საჭირო დამუხტვის შესახებ, მაშინ როდესაც კარიბჭის დატენვის ინფორმაცია უფრო სასარგებლოა. ის მიუთითებს ენერგიის რაოდენობაზე, რომელიც უნდა დაიტენოს კარიბჭე-წყაროზე სპეციფიკური ძაბვის მისაღწევად.

4. ზვავის დაშლის დამახასიათებელი პარამეტრები

ზვავის ავარიის დამახასიათებელი პარამეტრი არის MOSFET-ის უნარი გაუძლოს ძაბვას გამორთულ მდგომარეობაში. თუ ძაბვა აჭარბებს გადინების წყაროს ლიმიტულ ძაბვას, მოწყობილობა იქნება ზვავის მდგომარეობაში.

EAS: ერთი იმპულსური ზვავის დაშლის ენერგია. ეს არის ლიმიტის პარამეტრი, რომელიც მიუთითებს ზვავის დაშლის მაქსიმალურ ენერგიაზე, რომელსაც MOSFET-ს შეუძლია გაუძლოს.

IAR: ზვავის დენი

EAR: განმეორებითი ზვავის ავარიის ენერგია

5. ინ ვივო დიოდის პარამეტრები

IS: უწყვეტი მაქსიმალური თავისუფალი ძრავის დენი (წყაროდან)

ISM: პულსის მაქსიმალური თავისუფალი ძრავის დენი (წყაროდან)

VSD: წინა ძაბვის ვარდნა

Trr: საპირისპირო აღდგენის დრო

Qrr: უკუ დამუხტვის აღდგენა

ტონა: წინა გამტარობის დრო. (ძირითადად უმნიშვნელო)

WINSOK MOSFET ზვავის დაშლის დამახასიათებელი პარამეტრები

MOSFET ჩართვის დრო და გამორთვის დროის განსაზღვრა

განაცხადის პროცესში ხშირად უნდა იქნას გათვალისწინებული შემდეგი მახასიათებლები:

1. V (BR) DSS-ის დადებითი ტემპერატურული კოეფიციენტის მახასიათებლები. ეს მახასიათებელი, რომელიც განსხვავდება ბიპოლარული მოწყობილობებისგან, ხდის მათ უფრო საიმედოს ნორმალური სამუშაო ტემპერატურის მატებასთან ერთად. მაგრამ თქვენ ასევე უნდა მიაქციოთ ყურადღება მის საიმედოობას დაბალი ტემპერატურის ცივ დაწყების დროს.

2. V(GS)th-ის უარყოფითი ტემპერატურული კოეფიციენტის მახასიათებლები. კარიბჭის ზღურბლის პოტენციალი გარკვეულწილად შემცირდება შეერთების ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ზოგიერთი გამოსხივება ასევე შეამცირებს ამ ზღვრულ პოტენციალს, შესაძლოა 0 პოტენციალის ქვემოთაც კი. ეს ფუნქცია მოითხოვს ინჟინრებს, რომ ყურადღება მიაქციონ MOSFET-ების ჩარევას და ცრუ გაშვებას ამ სიტუაციებში, განსაკუთრებით MOSFET აპლიკაციებისთვის დაბალი ზღურბლის პოტენციალით. ამ მახასიათებლის გამო, ზოგჯერ საჭიროა კარიბჭის დრაივერის ძაბვის გამორთვის პოტენციალის დაპროექტება უარყოფით მნიშვნელობამდე (იგულისხმება N-ტიპი, P-ტიპი და ა.

3.VDSon/RDSo-ს დადებითი ტემპერატურული კოეფიციენტის მახასიათებლები. მახასიათებელი, რომ VDSon/RDSon ოდნავ იზრდება შეერთების ტემპერატურის მატებასთან ერთად, შესაძლებელს ხდის უშუალოდ MOSFET-ების პარალელურად გამოყენებას. ბიპოლარული მოწყობილობები ამ მხრივ საპირისპიროა, ამიტომ მათი პარალელურად გამოყენება საკმაოდ რთული ხდება. ID-ის გაზრდისას RDSon ასევე ოდნავ გაიზრდება. ეს მახასიათებელი და დადებითი ტემპერატურული მახასიათებლები შეერთებისა და ზედაპირის RDSon საშუალებას აძლევს MOSFET-ს აირიდოს მეორადი ავარია, როგორიცაა ბიპოლარული მოწყობილობები. თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ ამ ფუნქციის ეფექტი საკმაოდ შეზღუდულია. პარალელურად გამოყენებისას, push-pull ან სხვა აპლიკაციებში, თქვენ არ შეგიძლიათ მთლიანად დაეყრდნოთ ამ ფუნქციის თვითრეგულირებას. ჯერ კიდევ საჭიროა გარკვეული ფუნდამენტური ზომები. ეს მახასიათებელი ასევე განმარტავს, რომ გამტარობის დანაკარგები უფრო დიდი ხდება მაღალ ტემპერატურაზე. ამიტომ დანაკარგების გაანგარიშებისას განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს პარამეტრების შერჩევას.

4. ID-ის უარყოფითი ტემპერატურული კოეფიციენტის მახასიათებლები, MOSFET-ის პარამეტრების და მისი ძირითადი მახასიათებლების ID-ის გაგება მნიშვნელოვნად შემცირდება შეერთების ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ეს მახასიათებელი ხშირად საჭიროებს დიზაინის დროს მაღალ ტემპერატურაზე მისი ID პარამეტრების გათვალისწინებას.

5. ზვავის უნარის IER/EAS უარყოფითი ტემპერატურული კოეფიციენტის მახასიათებლები. შეერთების ტემპერატურის გაზრდის შემდეგ, თუმცა MOSFET-ს ექნება უფრო დიდი V(BR)DSS, უნდა აღინიშნოს, რომ EAS მნიშვნელოვნად შემცირდება. ანუ, მისი უნარი გაუძლოს ზვავს მაღალ ტემპერატურულ პირობებში გაცილებით სუსტია, ვიდრე ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე.

6. MOSFET-ში პარაზიტული დიოდის გამტარუნარიანობა და საპირისპირო აღდგენის მოქმედება არ არის უკეთესი ვიდრე ჩვეულებრივი დიოდები. მოსალოდნელია, რომ ის არ იქნება გამოყენებული, როგორც მთავარი დენის მატარებელი მარყუჟში დიზაინში. დამბლოკავი დიოდები ხშირად უერთდებიან სერიულად, რათა გააუქმონ პარაზიტული დიოდები სხეულში და დამატებითი პარალელური დიოდები გამოიყენება მიკროსქემის ელექტრული მატარებლის შესაქმნელად. თუმცა, ის შეიძლება ჩაითვალოს მატარებლად მოკლევადიანი გამტარობის ან ზოგიერთი მცირე დენის მოთხოვნების შემთხვევაში, როგორიცაა სინქრონული რექტიფიკაცია.

7. გადინების პოტენციალის სწრაფმა მატებამ შეიძლება გამოიწვიოს კარიბჭის დისკის ყალბი გაშვება, ამიტომ ეს შესაძლებლობა უნდა იქნას გათვალისწინებული დიდი dVDS/dt აპლიკაციებში (მაღალი სიხშირის სწრაფი გადართვის სქემები).