Forklaring af hver parameter af power MOSFET'er

VDSS Maksimal Drain-Source Spænding

Med gate-kilden kortsluttet, er drain-source-spændingen (VDSS) den maksimale spænding, der kan påføres drain-source uden lavinesammenbrud. Afhængigt af temperaturen kan den faktiske lavine-nedbrudsspænding være lavere end den nominelle VDSS. For en detaljeret beskrivelse af V(BR)DSS, se Elektrostatisk

For en detaljeret beskrivelse af V(BR)DSS, se Elektrostatiske egenskaber.

VGS maksimal portkildespænding

VGS spændingsmærkningen er den maksimale spænding, der kan påføres mellem gate source polerne. Hovedformålet med at indstille denne spændingsværdi er at forhindre beskadigelse af gateoxiden forårsaget af for høj spænding. Den faktiske spænding, som gate-oxidet kan modstå, er meget højere end den nominelle spænding, men vil variere med fremstillingsprocessen.

Det faktiske gate-oxid kan modstå meget højere spændinger end den nominelle spænding, men dette vil variere med fremstillingsprocessen, så at holde VGS inden for den nominelle spænding vil sikre pålideligheden af applikationen.

ID - Kontinuerlig lækstrøm

ID er defineret som den maksimalt tilladte kontinuerlige jævnstrøm ved den maksimale nominelle overgangstemperatur, TJ(max) og røroverfladetemperatur på 25°C eller højere. Denne parameter er en funktion af den nominelle termiske modstand mellem krydset og kabinettet, RθJC, og husets temperatur:

Omskiftningstab er ikke inkluderet i ID'et, og det er vanskeligt at holde rørets overfladetemperatur på 25°C (Tcase) til praktisk brug. Derfor er den faktiske koblingsstrøm i hard-switching-applikationer normalt mindre end halvdelen af ID-klassificeringen @ TC = 25°C, sædvanligvis i området 1/3 til 1/4. komplementære.

Derudover kan ID ved en specifik temperatur estimeres, hvis termisk modstand JA anvendes, hvilket er en mere realistisk værdi.

IDM - Impulse Drain Current

Denne parameter afspejler mængden af pulserende strøm, som enheden kan håndtere, hvilket er meget højere end kontinuerlig jævnstrøm. Formålet med at definere IDM er: det ohmske område af linjen. For en bestemt gate-source spænding erMOSFETleder med en maksimal drænstrøm til stede

strøm. Som vist i figuren, for en given gate-source-spænding, hvis driftspunktet er placeret i det lineære område, øger en stigning i drænstrøm dræn-kilde-spændingen, hvilket øger ledningstabene. Længerevarende drift ved høj effekt vil resultere i enhedsfejl. Af denne grund

Derfor skal den nominelle IDM indstilles under området ved typiske gate-drivspændinger. Afskæringspunktet for regionen er ved skæringspunktet mellem Vgs og kurven.

Derfor skal der sættes en øvre strømtæthedsgrænse for at forhindre, at chippen bliver for varm og brænder ud. Dette er i det væsentlige for at forhindre for stor strømgennemstrømning gennem pakkeledningerne, da den "svageste forbindelse" på hele chippen i nogle tilfælde ikke er chippen, men pakkeledningerne.

I betragtning af begrænsningerne af termiske effekter på IDM, er temperaturstigningen afhængig af pulsbredden, tidsintervallet mellem pulser, varmeafgivelsen, RDS(on) og pulsstrømmens bølgeform og amplitude. Bare det at tilfredsstille, at pulsstrømmen ikke overstiger IDM-grænsen, garanterer ikke, at overgangstemperaturen

ikke overstiger den maksimalt tilladte værdi. Forbindelsestemperaturen under pulseret strøm kan estimeres ved at henvise til diskussionen af transient termisk modstand i termiske og mekaniske egenskaber.

PD - Total Tilladt Channel Power Dissipation

Total Tilladt Channel Power Dissipation kalibrerer den maksimale effekttab, der kan spredes af enheden og kan udtrykkes som en funktion af den maksimale overgangstemperatur og termisk modstand ved en hustemperatur på 25°C.

TJ, TSTG - Drifts- og opbevaringsomgivelsestemperaturområde

Disse to parametre kalibrerer overgangstemperaturområdet, der tillades af enhedens drifts- og opbevaringsmiljøer. Dette temperaturområde er indstillet til at overholde enhedens minimumslevetid. At sikre, at enheden fungerer inden for dette temperaturområde, vil i høj grad forlænge dens levetid.

EAS-Single Pulse Avalanche Breakdown Energy

Hvis spændingsoverskridelsen (normalt på grund af lækstrøm og strøinduktans) ikke overstiger nedbrudsspændingen, vil enheden ikke gennemgå lavinesammenbrud og har derfor ikke brug for evnen til at sprede lavinesammenbrud. Lavinenedbrydningsenergien kalibrerer det forbigående overskridelse, som enheden kan tolerere.

Lavinenedbrydningsenergi definerer den sikre værdi af den transiente overskridelsesspænding, som en enhed kan tolerere, og er afhængig af mængden af energi, der skal spredes, for at lavinesammenbrud kan forekomme.

En enhed, der definerer en lavine-nedbrydningsenergiklassificering, definerer normalt også en EAS-rating, som i betydning svarer til UIS-klassificeringen, og definerer, hvor meget omvendt lavinenedbrydningsenergi enheden sikkert kan absorbere.

L er induktansværdien, og iD er spidsstrømmen, der flyder i induktoren, som brat omdannes til drænstrøm i måleapparatet. Spændingen genereret over induktoren overstiger MOSFET-nedbrudsspændingen og vil resultere i lavinesammenbrud. Når lavinesammenbrud opstår, vil strømmen i induktoren strømme gennem MOSFET-enheden, selvomMOSFETer slukket. Den energi, der er lagret i induktoren, svarer til den energi, der er lagret i den herreløse induktor og spredes af MOSFET.

Når MOSFET'er er forbundet parallelt, er gennembrudsspændingerne næppe identiske mellem enheder. Det, der normalt sker, er, at en enhed er den første, der oplever lavinesammenbrud, og alle efterfølgende lavinenedbrydningsstrømme (energi) strømmer gennem den enhed.

EAR - Energy of Repeating Avalanche

Energien fra gentagne lavine er blevet en "industristandard", men uden at indstille frekvensen, andre tab og mængden af afkøling, har denne parameter ingen betydning. Varmeafledningstilstanden (afkølingen) styrer ofte den gentagne lavineenergi. Det er også svært at forudsige niveauet af energi, der genereres ved lavinenedbrud.

Det er også svært at forudsige niveauet af energi, der genereres ved lavinenedbrud.

Den egentlige betydning af EAR-klassificeringen er at kalibrere den gentagne lavinenedbrydningsenergi, som enheden kan modstå. Denne definition forudsætter, at der ikke er nogen begrænsning på frekvensen, således at enheden ikke overophedes, hvilket er realistisk for enhver enhed, hvor lavinesammenbrud kan forekomme.

Det er en god idé at måle temperaturen på enheden i drift eller kølepladen for at se, om MOSFET-enheden overophedes under verificeringen af enhedens design, især for enheder, hvor lavinesammenbrud sandsynligvis vil forekomme.

IAR - Avalane Breakdown Current

For nogle enheder kræver tendensen af den nuværende indstillede kant på chippen under lavinesammenbrud, at lavinestrømmen IAR begrænses. På denne måde bliver lavinestrømmen det "fine print" af lavinenedbrydningsenergispecifikationen; det afslører enhedens sande kapacitet.

Del II Statisk elektrisk karakterisering

V(BR)DSS: Drain-Source Breakdown Voltage (Destruction Voltage)

V(BR)DSS (nogle gange kaldet VBDSS) er drain-source-spændingen, ved hvilken strømmen, der flyder gennem afløbet, når en bestemt værdi ved en bestemt temperatur og med gate-kilden kortsluttet. Drain-source-spændingen er i dette tilfælde lavinegennembrudsspændingen.

V(BR)DSS er en positiv temperaturkoefficient, og ved lave temperaturer er V(BR)DSS mindre end den maksimale nominelle værdi af drænkildespændingen ved 25°C. Ved -50°C er V(BR)DSS mindre end den maksimale nominelle værdi af drænkildespændingen ved -50°C. Ved -50°C er V(BR)DSS ca. 90% af den maksimale drænkildespænding ved 25°C.

VGS(th), VGS(off): Tærskelspænding

VGS(th) er den spænding, ved hvilken den tilføjede gate-kildespænding kan få drainet til at begynde at have strøm, eller strømmen til at forsvinde, når MOSFET'en slukkes, og betingelserne for test (drænstrøm, drænkildespænding, junction) temperatur) er også specificeret. Normalt har alle MOS-gate-enheder forskellige

tærskelspændinger vil være anderledes. Derfor er variationsområdet for VGS(th) specificeret.VGS(th) er en negativ temperaturkoefficient, når temperaturen stiger,MOSFETvil tænde ved en relativt lav gate-kildespænding.

RDS(on): On-modstand

RDS(on) er drain-source-modstanden målt ved en specifik drain-strøm (normalt halvdelen af ID-strømmen), gate-source-spænding og 25°C. RDS(on) er drain-source-modstanden målt ved en specifik drain-strøm (normalt halvdelen af ID-strømmen), gate-source-spænding og 25°C.

IDSS: nul gate spændingsdrænstrøm

IDSS er lækstrømmen mellem drain og source ved en specifik drain-source spænding, når gate-source spændingen er nul. Da lækstrøm stiger med temperaturen, er IDSS specificeret ved både rum- og højtemperaturer. Effekttabet på grund af lækstrøm kan beregnes ved at gange IDSS med spændingen mellem drænkilderne, hvilket normalt er ubetydeligt.

IGSS - Gate Source Leakage Current

IGSS er lækstrømmen, der strømmer gennem porten ved en specifik portkildespænding.

Del III Dynamiske elektriske egenskaber

Ciss : Indgangskapacitans

Kapacitansen mellem porten og kilden, målt med et AC-signal ved at kortslutte drænet til kilden, er indgangskapacitansen; Ciss dannes ved at forbinde gate-drænkapacitansen, Cgd, og gate source-kapacitansen, Cgs, parallelt, eller Ciss = Cgs + Cgd. Enheden tændes, når inputkapacitansen er opladet til en tærskelspænding, og slukkes, når den aflades til en vis værdi. Derfor har driverkredsløbet og Ciss en direkte indflydelse på enhedens tænd- og slukforsinkelse.

Coss : Udgangskapacitans

Udgangskapaciteten er kapacitansen mellem drain og source målt med et AC signal, når gate source er kortsluttet, Coss dannes ved at parallelisere drain-source kapacitansen Cds og gate-drain kapacitansen Cgd, eller Coss = Cds + Cgd. For soft-switching-applikationer er Coss meget vigtigt, fordi det kan forårsage resonans i kredsløbet.

Crss : Omvendt overførselskapacitans

Kapacitansen målt mellem drænet og porten med kilden jordet er den omvendte overførselskapacitans. Den omvendte overføringskapacitet svarer til gate-drænkapacitansen, Cres = Cgd, og kaldes ofte Miller-kapacitansen, som er en af de vigtigste parametre for stige- og faldtider for en switch.

Det er en vigtig parameter for skifte-stignings- og faldtiderne og påvirker også slukningsforsinkelsen. Kapacitansen falder, når drænspændingen stiger, især udgangskapaciteten og den omvendte overførselskapacitans.

Qgs, Qgd og Qg: Gate Charge

Portladningsværdien afspejler ladningen, der er lagret på kondensatoren mellem terminalerne. Da ladningen på kondensatoren ændres med spændingen på tidspunktet for omskiftning, tages effekten af portladning ofte i betragtning, når man designer portdriverkredsløb.

Qgs er ladningen fra 0 til det første bøjningspunkt, Qgd er delen fra første til det andet bøjningspunkt (også kaldet "Miller" ladningen), og Qg er delen fra 0 til det punkt, hvor VGS er lig med et specifikt drev spænding.

Ændringer i lækstrøm og lækkildespænding har en relativt lille effekt på portladningsværdien, og portladningen ændres ikke med temperaturen. Testbetingelserne er specificeret. En graf over portladningen er vist i databladet, inklusive de tilsvarende portladningsvariationskurver for fast lækstrøm og varierende lækkildespænding.

De tilsvarende portladningsvariationskurver for fast drænstrøm og varierende drænkildespænding er inkluderet i databladene. I grafen stiger plateauspændingen VGS(pl) mindre med stigende strøm (og falder med faldende strøm). Plateauspændingen er også proportional med tærskelspændingen, så en anden tærskelspænding vil producere en anden plateauspænding.

spænding.

Følgende diagram er mere detaljeret og anvendt:

td(on): On-time forsinkelsestid

Tidsforsinkelsestiden er tiden fra det tidspunkt, hvor gate-kildespændingen stiger til 10 % af gate-drivspændingen, til lækstrømmen stiger til 10 % af den specificerede strøm.

td(off): Off-forsinkelsestid

Slukningsforsinkelsestiden er den tid, der er forløbet fra det tidspunkt, hvor gate-kildespændingen falder til 90 % af gate-drivspændingen, til lækstrømmen falder til 90 % af den specificerede strøm. Dette viser forsinkelsen, før strømmen overføres til belastningen.

tr : Stigningstid

Stigetiden er den tid, det tager for drænstrømmen at stige fra 10 % til 90 %.

tf : Faldende tid

Faldtiden er den tid, det tager for drænstrømmen at falde fra 90 % til 10 %.