«MOSFET» - металл оксиді жартылай өткізгіш өріс эффектісі транзисторының аббревиатурасы. Бұл үш материалдан жасалған құрылғы: металл, оксид (SiO2 немесе SiN) және жартылай өткізгіш. MOSFET - жартылай өткізгіштер саласындағы ең негізгі құрылғылардың бірі. Ол IC дизайнында немесе тақта деңгейіндегі схема қолданбаларында болсын, ол өте кең. MOSFET негізгі параметрлеріне ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th), т.б. кіреді. Сіз бұларды білесіз бе? OLUKEY компаниясы, винсок ретінде Тайваньдық орта және төмен вольттыMOSFETагенттік қызмет провайдерінің сізге MOSFET әртүрлі параметрлерін егжей-тегжейлі түсіндіретін 20 жылға жуық тәжірибесі бар негізгі командасы бар!
MOSFET параметрлерінің мәнін сипаттау
1. Экстремалды параметрлер:
Идентификатор: максималды төгу көзінің тогы. Ол өрістік транзистор қалыпты жұмыс істеген кезде ағызу мен көз арасында өтуге рұқсат етілген максималды токты білдіреді. Өріс эффектісі транзисторының жұмыс тогы ID-ден аспауы керек. Бұл параметр түйіспе температурасы жоғарылаған сайын төмендейді.
IDM: максималды импульстік ағызу көзінің тогы. Бұл параметр қосылыс температурасы жоғарылаған сайын төмендейді, соққыға төзімділікті көрсетеді және импульстік уақытпен де байланысты. Бұл параметр тым кішкентай болса, OCP сынағы кезінде жүйе ток әсерінен бұзылу қаупіне ұшырауы мүмкін.
PD: Максималды қуат шығыны. Ол өрістік транзистордың өнімділігін нашарлатпай рұқсат етілген ағынды көзден максималды қуат шығынын білдіреді. Пайдаланылған кезде FET-тің нақты қуат тұтынуы PDSM-тен аз болуы керек және белгілі бір маржа қалдыруы керек. Бұл параметр, әдетте, түйіспе температурасы жоғарылаған сайын төмендейді
VDSS: Максималды су төгетін көзге төзімді кернеу. Белгілі бір температурада және қақпа көзінің қысқа тұйықталуында ағып жатқан ағызу тогы белгілі бір мәнге жеткенде (өткір көтеріледі) ағызу көзі кернеуі. Бұл жағдайда ағызу көзінің кернеуі көшкіннің бұзылуы деп те аталады. VDSS оң температура коэффициентіне ие. -50°C температурада VDSS 25°C температураның шамамен 90% құрайды. Әдетте қалыпты өндірісте қалдырылатын жәрдемақыға байланысты MOSFET көшкінінің бұзылу кернеуі әрқашан номиналды номиналды кернеуден жоғары.
ӨЛҮКЕЙЖылы кеңестер: Өнімнің сенімділігін қамтамасыз ету үшін ең нашар жұмыс жағдайында жұмыс кернеуі номиналды мәннің 80~90% аспауы керек.
VGSS: Шлюз көзінің максималды төзімділік кернеуі. Бұл қақпа мен көз арасындағы кері ток күрт өсе бастаған кездегі VGS мәніне жатады. Кернеудің бұл мәнінен асып кету қақпа оксиді қабатының диэлектрлік бұзылуына әкеледі, бұл деструктивті және қайтымсыз бұзылу.
TJ: максималды жұмыс торап температурасы. Ол әдетте 150 ℃ немесе 175 ℃ болады. Құрылғы дизайнының жұмыс жағдайында бұл температурадан асып кетпеу және белгілі бір маржа қалдыру қажет.
TSTG: сақтау температурасының диапазоны
Бұл екі параметр, TJ және TSTG, құрылғының жұмыс және сақтау ортасы рұқсат ететін қосылыс температурасы ауқымын калибрлейді. Бұл температура диапазоны құрылғының жұмыс істеу мерзімінің ең аз талаптарын қанағаттандыру үшін орнатылған. Құрылғының осы температура диапазонында жұмыс істеуі қамтамасыз етілсе, оның жұмыс істеу мерзімі айтарлықтай ұзарады.
2. Статикалық параметрлер
MOSFET сынақ шарттары әдетте 2,5 В, 4,5 В және 10 В болып табылады.
V(BR)DSS: ағызу көзінің бұзылу кернеуі. Ол VGS қақпасының кернеуі 0 болғанда өріс әсерінің транзисторы төтеп бере алатын ең жоғары ағызу көзі кернеуіне жатады. Бұл шектеуші параметр және өрістік транзисторға қолданылатын жұмыс кернеуі V(BR) мәнінен төмен болуы керек. DSS. Оның оң температуралық сипаттамалары бар. Сондықтан төмен температура жағдайында бұл параметрдің мәні қауіпсіздік мәселесі ретінде қабылдануы керек.
△V(BR)DSS/△Tj: ағызу көзінің бұзылу кернеуінің температуралық коэффициенті, әдетте 0,1В/℃
RDS(қосу): VGS (әдетте 10В), қосылу температурасы және ағызу тогының белгілі шарттарында, MOSFET қосулы кезде ағызу мен көз арасындағы максималды кедергі. Бұл MOSFET қосылған кезде тұтынылатын қуатты анықтайтын өте маңызды параметр. Бұл параметр әдетте қосылыс температурасы жоғарылаған сайын артады. Сондықтан жоғалту мен кернеудің төмендеуін есептеу үшін ең жоғары жұмыс торапындағы температурада осы параметрдің мәнін пайдалану керек.
VGS(th): қосу кернеуі (шекті кернеу). Сыртқы қақпаны басқару кернеуі VGS VGS(th) асып кеткенде, дренаждық және бастапқы аймақтардың беттік инверсиялық қабаттары қосылған арнаны құрайды. Қолданбаларда ағызу қысқа тұйықталу жағдайында ID 1 мА тең болған кездегі қақпа кернеуі жиі қосу кернеуі деп аталады. Бұл параметр, әдетте, түйіспе температурасы жоғарылаған сайын төмендейді
IDSS: қаныққан ағызу көзінің тогы, VGS=0 және VDS қақпа кернеуі белгілі бір мән болған кездегі ағызу көзінің тогы. Әдетте микроампер деңгейінде
IGSS: шлюз-көзі жетек тогы немесе кері ток. MOSFET кіріс кедергісі өте үлкен болғандықтан, IGSS әдетте наноампер деңгейінде болады.
3. Динамикалық параметрлер
gfs: өткізгіштік. Ол ағызу шығысындағы ток өзгерісінің қақпа көзінің кернеуінің өзгеруіне қатынасын білдіреді. Бұл дренаждық токты басқару үшін қақпа көзі кернеуінің мүмкіндігінің өлшемі. Gfs және VGS арасындағы тасымалдау қатынасы үшін диаграмманы қараңыз.
Qg: жалпы зарядтау сыйымдылығы. MOSFET – кернеу түріндегі жетек құрылғысы. Қозғалыс процесі - бұл қақпа кернеуін орнату процесі. Бұған қақпа көзі мен қақпаның дренажы арасындағы сыйымдылықты зарядтау арқылы қол жеткізіледі. Бұл аспект төменде егжей-тегжейлі талқыланады.
Qgs: қақпа көзі зарядтау сыйымдылығы
Qgd: қақпадан дренажға заряд (Миллер әсерін ескере отырып). MOSFET – кернеу түріндегі жетек құрылғысы. Қозғалыс процесі - бұл қақпа кернеуін орнату процесі. Бұған қақпа көзі мен қақпаның дренажы арасындағы сыйымдылықты зарядтау арқылы қол жеткізіледі.
Td(қосу): өткізудің кешігу уақыты. Кіріс кернеуінің 10%-ға көтерілуінен VDS амплитудасының 90%-ына дейін төмендегенге дейінгі уақыт
Tr: көтерілу уақыты, шығыс кернеуінің VDS амплитудасының 90%-дан 10%-ға дейін төмендеуі уақыты
Td(өшіру): өшірудің кешігу уақыты, кіріс кернеуі 90%-ға төмендегеннен бастап VDS өшіру кернеуінің 10%-ға дейін көтерілгенге дейінгі уақыт
Tf: құлау уақыты, шығыс кернеуінің VDS амплитудасының 10%-дан 90%-ға дейін көтерілу уақыты
Ciss: кіріс сыйымдылығы, ағызу мен көзді қысқа тұйықтау және айнымалы ток сигналымен қақпа мен көз арасындағы сыйымдылықты өлшеңіз. Ciss= CGD + CGS (CDS қысқа тұйықталу). Ол құрылғыны қосу және өшіру кідірістеріне тікелей әсер етеді.
Coss: шығыс сыйымдылығы, қақпа мен көзді қысқа тұйықтау және айнымалы ток сигналымен ағызу мен көз арасындағы сыйымдылықты өлшеңіз. Coss = CDS +CGD
Crss: Кері беріліс сыйымдылығы. Көзді жерге қосу кезінде ағызу мен қақпа арасындағы өлшенген сыйымдылық Crss=CGD. Коммутаторлар үшін маңызды параметрлердің бірі - көтерілу және құлдырау уақыты. Crss=CGD
MOSFET электродаралық сыйымдылығы және MOSFET индукцияланған сыйымдылығы өндірушілердің көпшілігінде кіріс сыйымдылығына, шығыс сыйымдылығына және кері байланыс сыйымдылығына бөлінеді. Келтірілген мәндер ағызудан көзге дейінгі бекітілген кернеуге арналған. Бұл сыйымдылықтар ағызу көзі кернеуінің өзгеруіне қарай өзгереді және сыйымдылықтың мәні шектеулі әсер етеді. Кіріс сыйымдылығының мәні тек драйвер тізбегі талап ететін зарядтаудың шамамен көрсеткішін береді, ал қақпаның зарядтау ақпараты пайдалырақ. Ол белгілі бір қақпадан көзге кернеуге жету үшін қақпаның зарядтауы керек энергия мөлшерін көрсетеді.
4. Көшкіннің бұзылу сипаттамасының параметрлері
Көшкіннің бұзылу сипаттамасы параметрі MOSFET-тің өшірілген күйдегі асқын кернеуге төтеп беру қабілетінің көрсеткіші болып табылады. Егер кернеу ағызу көзінің шекті кернеуінен асып кетсе, құрылғы көшкін жағдайында болады.
EAS: Бір импульстік көшкіннің бұзылуы энергиясы. Бұл MOSFET төтеп бере алатын көшкіннің бұзылуының максималды энергиясын көрсететін шекті параметр.
IAR: көшкін ағымы
EAR: Қайталанатын көшкіннің бұзылуы энергиясы
5. In vivo диодтың параметрлері
IS: Үздіксіз максималды еркін айналмалы ток (көзден)
ISM: импульстік максималды айналмалы ток (көзден)
VSD: алға кернеудің төмендеуі
Trr: кері қалпына келтіру уақыты
Qrr: Кері зарядты қалпына келтіру
Тон: Алға өткізу уақыты. (Негізінде шамалы)
MOSFET қосу және өшіру уақытының анықтамасы
Өтінім беру процесінде келесі сипаттамалар жиі ескерілуі керек:
1. V (BR) DSS оң температуралық коэффициентінің сипаттамалары. Биполярлы құрылғылардан ерекшеленетін бұл сипаттама қалыпты жұмыс температурасы артқан сайын оларды сенімдірек етеді. Бірақ сонымен қатар төмен температурадағы суықты бастау кезінде оның сенімділігіне назар аудару керек.
2. V(GS)th теріс температуралық коэффициент сипаттамалары. Түйісу температурасы жоғарылаған сайын қақпаның табалдырық потенциалы белгілі бір дәрежеде төмендейді. Кейбір радиация да бұл шекті потенциалды азайтады, мүмкін тіпті 0 потенциалдан төмен. Бұл мүмкіндік инженерлерден мұндай жағдайларда, әсіресе төменгі шекті потенциалы бар MOSFET қолданбалары үшін MOSFET-тің кедергісі мен жалған іске қосылуына назар аударуды талап етеді. Осы сипаттамаға байланысты кейде кедергілер мен жалған триггерлерді болдырмау үшін қақпа драйверінің кернеуден тыс потенциалын теріс мәнге (N-типті, P-типті және т.б. жатады) жобалау қажет.
3. VDSon/RDSo оң температуралық коэффициентінің сипаттамалары. VDSon/RDSon түйісу температурасы жоғарылаған сайын аздап өсетін сипаттама MOSFET-ті параллельді түрде тікелей пайдалануға мүмкіндік береді. Биполярлық құрылғылар бұл жағынан керісінше, сондықтан оларды параллельді пайдалану айтарлықтай қиындайды. ID ұлғайған сайын RDSon да аздап артады. Бұл сипаттама және RDSon бетінің түйісу және оң температуралық сипаттамалары MOSFET-ке биполярлы құрылғылар сияқты қайталама бұзылуды болдырмауға мүмкіндік береді. Дегенмен, бұл функцияның әсері айтарлықтай шектеулі екенін атап өткен жөн. Параллельді, push-pull немесе басқа қолданбаларды пайдаланған кезде, сіз бұл мүмкіндіктің өзін-өзі реттеуіне толығымен сене алмайсыз. Кейбір іргелі шаралар әлі де қажет. Бұл сипаттама сонымен қатар жоғары температурада өткізгіштік жоғалтулардың үлкенірек болатынын түсіндіреді. Сондықтан шығындарды есептеу кезінде параметрлерді таңдауға ерекше назар аудару керек.
4. Идентификатордың теріс температуралық коэффициент сипаттамалары, MOSFET параметрлерін түсіну және оның негізгі сипаттамалары ID түйісу температурасы жоғарылаған сайын айтарлықтай төмендейді. Бұл сипаттама жобалау кезінде оның ID параметрлерін жоғары температурада жиі ескеру қажет етеді.
5. IER/EAS қар көшкіні қабілеттілігінің теріс температуралық коэффициентінің сипаттамалары. Түйісу температурасы көтерілгеннен кейін, MOSFET үлкен V(BR)DSS болса да, EAS айтарлықтай төмендейтінін атап өткен жөн. Яғни, оның жоғары температура жағдайында қар көшкініне төтеп беру қабілеті қалыпты температураға қарағанда әлдеқайда әлсіз.
6. MOSFET-тегі паразиттік диодтың өткізгіштігі мен кері қалпына келтіру өнімділігі қарапайым диодтардан жақсы емес. Оны жобалаудағы контурдағы негізгі ток тасымалдаушы ретінде пайдалану күтілмейді. Корпустағы паразиттік диодтарды жарамсыз ету үшін блоктау диодтары жиі тізбектей жалғанады, ал тізбектің электр тасығышын қалыптастыру үшін қосымша параллельді диодтар қолданылады. Дегенмен, оны қысқа мерзімді өткізгіштік жағдайында немесе синхронды түзету сияқты кейбір шағын ток талаптарында тасымалдаушы ретінде қарастыруға болады.
7. Дренаждық әлеуеттің жылдам артуы қақпа жетегін жалған іске қосуды тудыруы мүмкін, сондықтан бұл мүмкіндікті үлкен dVDS/dt қолданбаларында (жоғары жиілікті жылдам коммутациялық тізбектер) ескеру қажет.
Жіберу уақыты: 13 желтоқсан 2023 ж
