MOSFET қуаттарының әрбір параметрін түсіндіру

VDSS максималды ағызу көзі кернеуі

Қақпа көзі тұйықталған кезде ағызу көзінің кернеуінің номиналы (VDSS) көшкіннің бұзылуынсыз су төгетін көзге қолдануға болатын ең жоғары кернеу болып табылады. Температураға байланысты көшкіннің нақты бұзылу кернеуі номиналды VDSS мәнінен төмен болуы мүмкін. V(BR)DSS толық сипаттамасын Электростатикалық бөлімінен қараңыз

V(BR)DSS толық сипаттамасын Электростатикалық сипаттамалар бөлімінен қараңыз.

VGS максималды қақпақ көзі кернеуі

VGS кернеуінің рейтингі - қақпа көзінің полюстері арасында қолдануға болатын ең жоғары кернеу. Бұл кернеу рейтингін орнатудың негізгі мақсаты - шамадан тыс кернеуден туындаған қақпа оксидінің зақымдануын болдырмау. Қақпа тотығы төтеп бере алатын нақты кернеу номиналды кернеуден әлдеқайда жоғары, бірақ өндіріс процесіне байланысты өзгереді.

Нақты қақпа оксиді номиналды кернеуден әлдеқайда жоғары кернеулерге төтеп бере алады, бірақ бұл өндіріс процесіне байланысты өзгереді, сондықтан VGS-ті номиналды кернеу шегінде ұстау қолданбаның сенімділігін қамтамасыз етеді.

ID - Үздіксіз ағып кету тогы

Идентификатор ең жоғары номиналды қосылыс температурасы, TJ(max) және түтік бетінің температурасы 25°C немесе одан жоғары болған кезде рұқсат етілген ең жоғары үздіксіз тұрақты ток ретінде анықталады. Бұл параметр түйін мен корпус арасындағы номиналды жылу кедергісінің, RθJC және корпус температурасының функциясы болып табылады:

Ауыстыру шығындары идентификаторға кірмейді және практикалық пайдалану үшін түтік бетінің температурасын 25 ° C (Tcase) деңгейінде ұстау қиын. Сондықтан, қатты ауыстырып қосылатын қолданбалардағы нақты коммутациялық ток әдетте TC = 25°C @ идентификаторлық рейтингінің жартысынан аз, әдетте 1/3 - 1/4 диапазонында. толықтырушы.

Сонымен қатар, JA термиялық кедергісі пайдаланылса, нақты температурадағы идентификаторды бағалауға болады, бұл нақтырақ мән.

IDM - импульстік ағызу тогы

Бұл параметр тұрақты тұрақты токтан әлдеқайда жоғары болатын құрылғы өңдей алатын импульстік токтың мөлшерін көрсетеді. IDM анықтау мақсаты: желінің омдық аймағы. Белгілі бір ысырма көзінің кернеуі үшінMOSFETмаксималды төгу тогы бар кезде өткізеді

ток. Суретте көрсетілгендей, берілген шлюз-көзі кернеуі үшін, егер жұмыс нүктесі сызықтық аймақта орналасса, ағызу тогының ұлғаюы ағызу көзінің кернеуін жоғарылатады, бұл өткізгіштік шығындарын арттырады. Жоғары қуатта ұзақ жұмыс істеу құрылғының істен шығуына әкеледі. Осы себеппен

Сондықтан номиналды IDM стандартты қақпа жетектерінің кернеулерінде аймақтан төмен орнатылуы керек. Аймақтың кесу нүктесі Vgs және қисық сызықтың қиылысында.

Сондықтан чиптің тым қызып кетуіне және жанып кетуіне жол бермеу үшін ток тығыздығының жоғарғы шегін орнату қажет. Бұл негізінен орам сымдары арқылы шамадан тыс ток ағынының алдын алу үшін қажет, өйткені кейбір жағдайларда бүкіл чиптегі «ең әлсіз қосылым» чип емес, пакет өткізгіштері болып табылады.

IDM-ге термиялық әсерлердің шектеулерін ескере отырып, температураның жоғарылауы импульс еніне, импульстар арасындағы уақыт аралығына, жылу диссипациясына, RDS(қосу) және импульстік токтың толқын пішіні мен амплитудасына байланысты. Импульстік токтың IDM шегінен аспайтынын жай ғана қанағаттандыру қосылыс температурасына кепілдік бермейді.

рұқсат етілген ең жоғары мәннен аспайды. Импульстік ток кезіндегі қосылыс температурасын Жылулық және Механикалық қасиеттердегі өтпелі жылу кедергісін талқылау арқылы бағалауға болады.

PD - жалпы рұқсат етілген арна қуатының шығыны

Рұқсат етілген арнаның жалпы қуатының шығыны құрылғы арқылы бөлінуі мүмкін максималды қуат шығынын калибрлейді және 25°C корпус температурасында ең жоғары қосылыс температурасы мен жылу кедергісі функциясы ретінде көрсетілуі мүмкін.

TJ, TSTG - Жұмыс және сақтау ортасының температура диапазоны

Бұл екі параметр құрылғының жұмыс және сақтау орталары рұқсат ететін қосылыс температурасы ауқымын калибрлейді. Бұл температура диапазоны құрылғының ең аз жұмыс істеу мерзімін қанағаттандыру үшін орнатылған. Құрылғының осы температура диапазонында жұмыс істеуін қамтамасыз ету оның жұмыс істеу мерзімін едәуір ұзартады.

EAS-Бір импульстік көшкіннің бұзылуы энергиясы

 

Егер кернеудің асып кетуі (әдетте ағып кету тогы мен адасу индуктивтілігіне байланысты) бұзылу кернеуінен аспаса, құрылғы көшкіннің бұзылуына ұшырамайды және сондықтан көшкіннің бұзылуын тарату мүмкіндігін қажет етпейді. Көшкіннің бұзылу энергиясы құрылғы шыдай алатын өтпелі асып кетуді калибрлейді.

Көшкіннің бұзылу энергиясы құрылғы шыдай алатын өтпелі асқын кернеудің қауіпсіз мәнін анықтайды және көшкіннің бұзылуына жұмсалуы қажет энергия мөлшеріне байланысты.

Көшкіннің бұзылу қуатының рейтингін анықтайтын құрылғы әдетте UIS рейтингіне мағынасы ұқсас EAS рейтингін де анықтайды және құрылғының қаншалықты кері көшкіннің бұзылу энергиясын қауіпсіз сіңіре алатынын анықтайды.

L - индуктивтілік мәні және iD - индуктордағы ағып жатқан ең жоғары ток, ол өлшеу құрылғысында ағынды токқа кенет түрленеді. Индукторда пайда болатын кернеу MOSFET бұзылу кернеуінен асып түседі және көшкіннің бұзылуына әкеледі. Қар көшкіні бұзылған кезде индуктордағы ток MOSFET құрылғысы арқылы өтеді.MOSFETөшірулі. Индукторда сақталған энергия адасқан индукторда сақталған және MOSFET арқылы таралатын энергияға ұқсас.

MOSFET параллель қосылған кезде, құрылғылар арасында бұзылу кернеулері бірдей болмайды. Әдетте бір құрылғы көшкіннің бұзылуын бірінші болып бастан кешіреді және көшкіннің бұзылуынан кейінгі барлық токтар (энергия) сол құрылғы арқылы өтеді.

EAR - Қайталанатын көшкіннің энергиясы

Қайталанатын көшкіннің энергиясы «салалық стандартқа» айналды, бірақ жиілікті, басқа жоғалтуларды және салқындату мөлшерін белгілемей, бұл параметрдің мағынасы жоқ. Жылудың таралуы (салқындату) жағдайы жиі қайталанатын көшкін энергиясын басқарады. Сондай-ақ, көшкіннің бұзылуынан туындайтын энергия деңгейін болжау қиын.

Сондай-ақ, көшкіннің бұзылуынан туындайтын энергия деңгейін болжау қиын.

EAR рейтингінің нақты мәні құрылғы төтеп бере алатын қайталанатын көшкіннің бұзылу энергиясын калибрлеу болып табылады. Бұл анықтама құрылғының қызып кетпеуі үшін жиілікке ешқандай шектеулер жоқ екенін болжайды, бұл көшкіннің бұзылуы орын алуы мүмкін кез келген құрылғы үшін шынайы болып табылады.

Құрылғының дизайнын тексеру кезінде, әсіресе көшкіннің бұзылуы мүмкін құрылғылар үшін MOSFET құрылғысының қызып кетуін білу үшін жұмыс істеп тұрған құрылғының немесе жылу қабылдағыштың температурасын өлшеген дұрыс.

IAR - көшкіннің бұзылу тогы

Кейбір құрылғылар үшін көшкіннің бұзылуы кезінде чиптегі ағымдағы орнатылған жиектің тенденциясы көшкін ток IAR шектелуін талап етеді. Осылайша, көшкін ағыны көшкіннің бұзылуының энергетикалық сипаттамасының «жақсы баспасына» айналады; ол құрылғының шынайы мүмкіндігін көрсетеді.

II бөлім Статикалық электрлік сипаттама

V(BR)DSS: төгу көзінің бұзылу кернеуі (жойылу кернеуі)

V(BR)DSS (кейде VBDSS деп аталады) ағызу көзінің кернеуі болып табылады, бұл кезде дренаж арқылы өтетін ток белгілі бір температурада және қақпа көзі тұйықталған кезде белгілі бір мәнге жетеді. Бұл жағдайда ағызу көзінің кернеуі көшкіннің бұзылу кернеуі болып табылады.

V(BR)DSS оң температура коэффициенті болып табылады, ал төмен температураларда V(BR)DSS 25°C кезінде ағызу көзінің кернеуінің максималды рейтингінен төмен. -50°C кезінде V(BR)DSS -50°C кезінде ағызу көзінің кернеуінің ең жоғары номиналды мәнінен төмен. -50°C кезінде V(BR)DSS 25°C кезіндегі ең жоғары ағызу көзінің кернеуінің 90%-ын құрайды.

VGS(th), VGS(өшіру): шекті кернеу

VGS(th) – қосылатын қақпақ көзінің кернеуі ағызуда токтың пайда болуына немесе MOSFET өшірілген кезде токтың жоғалуына әкелуі мүмкін кернеу және сынау шарттары (ағызу тогы, төгу көзінің кернеуі, түйісу) температура) да көрсетілген. Әдетте, барлық MOS қақпасы құрылғылары әртүрлі

шекті кернеулер әртүрлі болады. Сондықтан VGS(th) өзгеру диапазоны көрсетілген.VGS(th) теріс температура коэффициенті, температура көтерілгенде,MOSFETсалыстырмалы төмен ысырма көзінің кернеуінде қосылады.

RDS(қосу): қарсылық бойынша

RDS(қосылған) – белгілі бір ағызу тоғында (әдетте идентификаторлық токтың жартысы), қақпа көзінің кернеуінде және 25°C кезінде өлшенетін ағызу көзінің кедергісі. RDS(қосылған) – белгілі бір ағызу тоғында (әдетте идентификаторлық токтың жартысы), қақпа көзіндегі кернеуде және 25°C кезінде өлшенетін ағызу көзінің кедергісі.

IDSS: нөлдік ысырма кернеуінің ағызу тогы

IDSS - қақпа көзінің кернеуі нөлге тең болған кезде ағызу көзінің белгілі бір кернеуінде ағызу мен көз арасындағы ағып кету тогы. Ағып кету тогы температураға қарай артады, IDSS бөлмеде де, жоғары температурада да көрсетіледі. Ағып кету токынан болатын қуаттың шығынын IDSS-ті ағызу көздері арасындағы кернеуге көбейту арқылы есептеуге болады, бұл әдетте шамалы.

IGSS - Gate Source Leakage Current

IGSS - белгілі бір қақпа көзінің кернеуінде қақпа арқылы өтетін ағып кету тогы.

III бөлім Динамикалық электрлік сипаттамалар

Ciss : кіріс сыйымдылығы

Дренажды көзге тұйықтау арқылы айнымалы ток сигналымен өлшенетін қақпа мен көз арасындағы сыйымдылық кіріс сыйымдылығы болып табылады; Ciss қақпаның ағызу сыйымдылығын, Cgd және қақпа көзінің сыйымдылығын, Cgs, параллель немесе Ciss = Cgs + Cgd қосу арқылы қалыптасады. Құрылғы кіріс сыйымдылығы шекті кернеуге дейін зарядталған кезде қосылады, ал белгілі бір мәнге дейін разрядталған кезде өшіріледі. Сондықтан драйвер тізбегі және Ciss құрылғыны қосу және өшіру кешігуіне тікелей әсер етеді.

Coss : шығыс сыйымдылығы

Шығу сыйымдылығы - қақпа көзі тұйықталған кезде айнымалы ток сигналымен өлшенетін ағызу мен көз арасындағы сыйымдылық, Coss ағынды көздің сыйымдылығын Cds және қақпаның ағызу сыйымдылығын Cgd немесе Coss = Cds + Cgd параллельдеу арқылы қалыптасады. Жұмсақ коммутациялық қолданбалар үшін Coss өте маңызды, себебі ол тізбекте резонанс тудыруы мүмкін.

Crss : Кері тасымалдау сыйымдылығы

Көзі жерге тұйықталған ағызу мен қақпаның арасында өлшенетін сыйымдылық кері тасымалдау сыйымдылығы болып табылады. Кері беріліс сыйымдылығы қақпаның ағызу сыйымдылығына балама, Cres = Cgd және жиі Миллер сыйымдылығы деп аталады, ол коммутатордың көтерілу және құлдырау уақытының маңызды параметрлерінің бірі болып табылады.

Бұл коммутацияның көтерілу және құлдырау уақытының маңызды параметрі, сонымен қатар өшірудің кешігу уақытына әсер етеді. Ағызу кернеуі, әсіресе шығыс сыйымдылығы және кері тасымалдау сыйымдылығы артқан сайын сыйымдылық азаяды.

Qgs, Qgd және Qg: Gate Charge

Қақпа зарядының мәні терминалдар арасындағы конденсаторда сақталған зарядты көрсетеді. Конденсатордың заряды ауысу сәтінде кернеуге байланысты өзгеретіндіктен, қақпа жүргізуші тізбектерін жобалау кезінде қақпа зарядының әсері жиі қарастырылады.

Qgs – 0-ден бірінші иілу нүктесіне дейінгі заряд, Qgd – біріншіден екінші иілу нүктесіне дейінгі бөлік («Миллер» заряды деп те аталады) және Qg – 0-ден VGS белгілі бір жетекке тең болатын нүктеге дейінгі бөлік. Вольтаж.

Ағып кету тогының және ағып кету көзінің кернеуінің өзгеруі қақпа зарядының мәніне салыстырмалы түрде аз әсер етеді, ал қақпа заряды температураға байланысты өзгермейді. Сынақ шарттары көрсетілген. Тірек зарядының графигі деректер парағында көрсетілген, оның ішінде бекітілген ағып кету тогы мен ағып кету көзінің кернеуі үшін сәйкес ысырма зарядының өзгеру қисықтары бар.

Бекітілген ағызу тогы және ағызу көзінің кернеуі үшін сәйкес қақпа зарядының өзгеру қисықтары деректер парағына енгізілген. Графикте плато кернеуі VGS(pl) токтың жоғарылауымен аз өседі (және токтың азаюымен азаяды). Плато кернеуі шекті кернеуге пропорционалды, сондықтан басқа шекті кернеу басқа плато кернеуін тудырады.

Вольтаж.

Келесі диаграмма толығырақ және қолданылады:

td(қосулы): уақытында кешігу уақыты

Жұмыс уақытындағы кідіріс уақыты - қақпа көзінің кернеуі ысырма жетегінің кернеуінің 10% -на дейін көтерілуінен ағып кету тогы көрсетілген токтың 10% -ына дейін көтерілген уақыт.

td(өшірулі): өшірулі кідіріс уақыты

Өшірудің кідіріс уақыты - ысырма көзінің кернеуі ысырма жетек кернеуінің 90% дейін төмендеген кезден ағып кету тогы көрсетілген токтың 90% дейін төмендегенге дейінгі уақыт. Бұл ток жүктемеге ауысқанға дейін болған кідірісті көрсетеді.

tr : Көтерілу уақыты

Көтеру уақыты – төгу тоғының 10%-дан 90%-ға дейін көтерілуіне кететін уақыт.

tf : Құлау уақыты

Құлау уақыты – ағызу тоғының 90%-дан 10%-ға дейін төмендеуіне кететін уақыт.