Gatekapacitans, on-resistance og andre parametre for MOSFET'er

I. Portkapacitans

Gate-kapacitans omfatter hovedsageligt input-kapacitans (Ciss), output-kapacitans (Coss) og omvendt overførselskapacitans (Crss, også kendt som Miller capacitance).

Input Kapacitans (Ciss):

DEFINITION: Indgangskapacitansen er den samlede kapacitans mellem gate og source og drain, og består af gate source kapacitansen (Cgs) og gate drain kapacitansen (Cgd) forbundet parallelt, dvs. Ciss = Cgs + Cgd.

Funktion: Indgangskapacitansen påvirker koblingshastigheden for MOSFET. Når indgangskapacitansen er opladet til en tærskelspænding, kan enheden tændes; aflades til en vis værdi, kan enheden slukkes. Derfor har drivkredsløbet og Ciss en direkte indflydelse på enhedens tænd- og slukforsinkelse.

Udgangskapacitans (Coss):

Definition: Udgangskapacitansen er den samlede kapacitans mellem drain og source, og består af drain-source kapacitansen (Cds) og gate-drain kapacitansen (Cgd) parallelt, dvs. Coss = Cds + Cgd.

Rolle: I soft-switching-applikationer er Coss meget vigtig, fordi det kan forårsage resonans i kredsløbet.

Omvendt transmissionskapacitans (Crss):

Definition: Den omvendte overførselskapacitans svarer til gate-drænkapacitansen (Cgd) og omtales ofte som Miller-kapacitansen.

Rolle: Den omvendte overførselskapacitans er en vigtig parameter for kontaktens stige- og faldtider, og den påvirker også slukningsforsinkelsestiden. Kapacitansværdien falder, efterhånden som drain-source spændingen stiger.

II. On-modstand (Rds(on))

Definition: On-resistance er modstanden mellem source og drain af en MOSFET i on-tilstand under specifikke forhold (f.eks. specifik lækstrøm, gate-spænding og temperatur).

Påvirkningsfaktorer: On-resistens er ikke en fast værdi, den påvirkes af temperaturen, jo højere temperatur, jo større Rds(on). Derudover, jo højere modstandsspændingen er, jo tykkere er MOSFET'ens indre struktur, jo højere er den tilsvarende tænd-modstand.

Vigtigt: Når man designer en omskiftende strømforsyning eller et driverkredsløb, er det nødvendigt at overveje MOSFET'ens on-modstand, fordi strømmen, der strømmer gennem MOSFET'en, vil forbruge energi på denne modstand, og denne del af den forbrugte energi kaldes on- modstandstab. Valg af en MOSFET med lav on-modstand kan reducere on-modstandstabet.

For det tredje andre vigtige parametre

Ud over gate-kapacitansen og on-resistance har MOSFET nogle andre vigtige parametre såsom:

V(BR)DSS (Drain Source Breakdown Voltage):Drænkildespændingen, ved hvilken strømmen, der løber gennem drænet, når en bestemt værdi ved en bestemt temperatur og med gatekilden kortsluttet. Over denne værdi kan røret være beskadiget.

VGS(th) (tærskelspænding):Den gatespænding, der kræves for at få en ledende kanal til at begynde at dannes mellem source og afløb. For standard N-kanal MOSFET'er er VT omkring 3 til 6V.

ID (maksimal kontinuerlig drænstrøm):Den maksimale kontinuerlige jævnstrøm, der kan tillades af chippen ved den maksimale nominelle overgangstemperatur.

IDM (Maximum Pulsed Drain Current):Afspejler niveauet af pulseret strøm, som enheden kan håndtere, hvor pulseret strøm er meget højere end kontinuerlig jævnstrøm.

PD (maksimal effekttab):enheden kan sprede det maksimale strømforbrug.

Sammenfattende er gate-kapacitansen, til-modstanden og andre parametre for en MOSFET kritiske for dens ydeevne og anvendelse og skal vælges og designes i overensstemmelse med specifikke applikationsscenarier og krav.