Pagpatin-aw sa matag parameter sa gahum MOSFETs

VDSS Maximum Drain-Source Voltage

Sa pagmubo sa tinubdan sa ganghaan, ang drain-source voltage rating (VDSS) mao ang pinakataas nga boltahe nga mahimong magamit sa drain-source nga walay pagkaguba sa avalanche. Depende sa temperatura, ang aktuwal nga avalanche breakdown boltahe mahimong mas ubos kay sa rated VDSS. Alang sa detalyadong paghulagway sa V(BR)DSS, tan-awa ang Electrostatic

Para sa detalyadong paghulagway sa V(BR)DSS, tan-awa ang Electrostatic Characteristics.

VGS Maximum Gate Source Voltage

Ang rating sa boltahe sa VGS mao ang labing taas nga boltahe nga mahimong magamit taliwala sa mga poste sa gigikanan sa ganghaan. Ang panguna nga katuyoan sa pagtakda niini nga rating sa boltahe mao ang pagpugong sa kadaot sa gate oxide tungod sa sobra nga boltahe. Ang aktuwal nga boltahe nga maagwanta sa gate oxide mas taas kay sa rated nga boltahe, apan magkalahi sa proseso sa paggama.

Ang aktuwal nga gate oxide makasugakod sa mas taas nga mga boltahe kaysa sa gimarkahan nga boltahe, apan kini magkalainlain sa proseso sa paggama, mao nga ang pagtipig sa VGS sa sulod sa gimarkahan nga boltahe makasiguro sa pagkakasaligan sa aplikasyon.

ID - Padayon nga Leakage Current

Ang ID gihubit ingon ang pinakataas nga gitugot nga padayon nga DC nga kasamtangan sa pinakataas nga gimarkahan nga temperatura sa junction, TJ(max), ug temperatura sa ibabaw sa tubo nga 25°C o mas taas pa. Kini nga parameter kay usa ka function sa gimarkahan nga thermal resistance tali sa junction ug sa case, RθJC, ug sa case temperature:

Ang mga pagkawala sa pagbalhin wala gilakip sa ID ug lisud ang pagpadayon sa temperatura sa ibabaw sa tubo sa 25 ° C (Tcase) alang sa praktikal nga paggamit. Busa, ang aktuwal nga switching kasamtangan sa hard-switching nga mga aplikasyon kasagaran ubos pa sa katunga sa ID rating @ TC = 25°C, kasagaran anaa sa han-ay sa 1/3 ngadto sa 1/4. komplementaryo.

Dugang pa, ang ID sa usa ka piho nga temperatura mahimong mabanabana kung ang thermal resistance JA gigamit, nga usa ka mas realistiko nga kantidad.

IDM - Impulse Drain Current

Kini nga parameter nagpakita sa gidaghanon sa pulsed nga kasamtangan nga madumala sa device, nga mas taas pa kay sa padayon nga DC nga kasamtangan. Ang katuyoan sa paghubit sa IDM mao ang: ang ohmic nga rehiyon sa linya. Alang sa usa ka piho nga boltahe nga gigikanan sa ganghaan, angMOSFETnagpahigayon nga adunay labing kataas nga karon nga kanal

kasamtangan. Ingon sa gipakita sa numero, alang sa usa ka gihatag nga gate-source boltahe, kung ang operating point nahimutang sa linear nga rehiyon, ang usa ka pagtaas sa alisngaw nga kasamtangan nagpataas sa boltahe nga tinubdan sa tubig, nga nagdugang sa mga pagkawala sa conduction. Ang dugay nga operasyon sa taas nga gahum moresulta sa pagkapakyas sa aparato. Tungod niini nga hinungdan

Busa, ang nominal IDM kinahanglan nga ibutang sa ubos sa rehiyon sa tipikal nga gate drive voltages. Ang cutoff point sa rehiyon anaa sa intersection sa Vgs ug sa kurba.

Busa, ang usa ka taas nga limitasyon sa densidad sa karon kinahanglan nga itakda aron mapugngan ang chip nga mahimong init kaayo ug masunog. Kini sa esensya aron mapugngan ang sobra nga pag-agos sa kasamtangan pinaagi sa mga lead sa package, tungod kay sa pipila ka mga kaso ang "labing huyang nga koneksyon" sa tibuok chip dili ang chip, apan ang package nanguna.

Gikonsiderar ang mga limitasyon sa mga thermal effect sa IDM, ang pagtaas sa temperatura nagdepende sa gilapdon sa pulso, ang agwat sa oras tali sa mga pulso, ang pagwagtang sa kainit, ang RDS(on), ug ang waveform ug amplitude sa pulso nga kasamtangan. Ang yano nga pagtagbaw nga ang pulso nga kasamtangan dili molapas sa limitasyon sa IDM dili garantiya nga ang temperatura sa junction

dili molapas sa maximum allowable value. Ang temperatura sa junction ubos sa pulsed current mahimong mabanabana pinaagi sa paghisgot sa lumalabay nga thermal resistance sa Thermal and Mechanical Properties.

PD - Total Gitugotan Channel Power Dissipation

Ang Total Allowable Channel Power Dissipation nag-calibrate sa maximum power dissipation nga mahimong mawala sa device ug mahimong ipahayag isip function sa maximum junction temperature ug thermal resistance sa case temperature nga 25°C.

TJ, TSTG - Operating ug Storage Ambient Temperature Range

Kining duha ka parameter nag-calibrate sa junction temperature range nga gitugot sa operating ug storage environment sa device. Kini nga range sa temperatura gitakda aron makab-ot ang minimum nga kinabuhi sa pag-operate sa aparato. Ang pagsiguro nga ang aparato naglihok sa sulod sa kini nga range sa temperatura labi nga mapalawig ang kinabuhi sa operasyon niini.

EAS-Single Pulse Avalanche Breakdown Energy

 

Kung ang boltahe nga overshoot (kasagaran tungod sa leakage current ug stray inductance) dili molapas sa breakdown voltage, ang device dili moagi sa avalanche breakdown ug busa dili kinahanglan ang abilidad sa pagwagtang sa avalanche breakdown. Ang avalanche breakdown energy nag-calibrate sa lumalabay nga overshoot nga maagwanta sa device.

Ang avalanche breakdown energy naghubit sa luwas nga bili sa lumalabay nga overshoot nga boltahe nga maagwanta sa usa ka device, ug nagdepende sa gidaghanon sa enerhiya nga kinahanglang mawala aron mahitabo ang pagkahugno sa avalanche.

Ang usa ka himan nga naghubit sa usa ka avalanche breakdown energy rating kasagaran usab naghubit sa usa ka EAS rating, nga susama sa kahulogan sa UIS rating, ug nagtino kon unsa ka dako ang reverse avalanche breakdown energy nga luwas nga masuhop sa device.

Ang L mao ang bili sa inductance ug ang iD mao ang peak nga kasamtangan nga nagdagayday sa inductor, nga kalit nga nakabig sa pag-agas sa kasamtangan sa device sa pagsukod. Ang boltahe nga namugna tabok sa inductor molapas sa MOSFET breakdown voltage ug moresulta sa avalanche breakdown. Kung mahitabo ang pagkaguba sa avalanche, ang sulud sa inductor modagayday sa aparato sa MOSFET bisan kung angMOSFETwala na. Ang enerhiya nga gitipigan sa inductor susama sa enerhiya nga gitipigan sa saag nga inductor ug nawala sa MOSFET.

Kung ang mga MOSFET konektado nga managsama, ang mga boltahe sa pagkaguba dili parehas sa taliwala sa mga aparato. Ang kasagarang mahitabo mao nga ang usa ka device mao ang unang makasinati sa pagkahugno sa avalanche ug ang tanang sunodsunod nga pagkahugno sa avalanche nga mga sulog (enerhiya) moagos sa maong himan.

EAR - Enerhiya sa Nagbalikbalik nga Avalanche

Ang kusog sa nagbalikbalik nga avalanche nahimo nga "standard sa industriya", apan kung wala’y pagtakda sa frequency, uban pang mga pagkawala ug ang kantidad sa pagpabugnaw, kini nga parameter wala’y kahulogan. Ang kainit nga pagkawagtang (pagpabugnaw) nga kahimtang kanunay nga nagdumala sa nagbalikbalik nga kusog sa avalanche. Lisud usab ang pagtagna sa lebel sa enerhiya nga namugna sa pagkahugno sa avalanche.

Lisud usab ang pagtagna sa lebel sa enerhiya nga namugna sa pagkahugno sa avalanche.

Ang tinuod nga kahulogan sa EAR rating mao ang pag-calibrate sa balikbalik nga avalanche breakdown energy nga makasugakod sa device. Kini nga depinisyon nagdahum nga walay limitasyon sa frequency aron ang device dili mag-overheat, nga realistiko alang sa bisan unsang device diin ang avalanche breakdown mahimong mahitabo.

Ang Maayo nga ideya nga sukdon ang temperatura sa aparato nga naglihok o heat sink aron makita kung ang aparato sa MOSFET nag-overheat sa panahon sa pag-verify sa disenyo sa aparato, labi na sa mga aparato diin ang pagkaguba sa avalanche lagmit nga mahitabo.

IAR - Avalanche Breakdown Current

Alang sa pipila ka mga himan, ang kalagmitan sa kasamtangan nga set nga ngilit sa chip sa panahon sa pagkahugno sa avalanche nagkinahanglan nga ang avalanche kasamtangan nga IAR limitado. Niining paagiha, ang avalanche current nahimong "fine print" sa avalanche breakdown energy specification; kini nagpadayag sa tinuod nga kapabilidad sa device.

Bahin II Static Electrical Characterization

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

Ang V(BR)DSS (usahay gitawag ug VBDSS) mao ang boltahe nga tinubdan sa tubig diin ang kasamtangan nga nagdagayday pinaagi sa drain moabot sa usa ka piho nga bili sa usa ka piho nga temperatura ug uban sa tinubdan sa ganghaan gipamubu. Ang boltahe nga gigikanan sa tubig sa kini nga kaso mao ang boltahe sa pagkaguba sa avalanche.

Ang V(BR)DSS kay positibo nga temperatura coefficient, ug sa ubos nga temperatura ang V(BR)DSS mas ubos kay sa maximum rating sa drain-source voltage sa 25°C. Sa -50°C, ang V(BR)DSS mas ubos kay sa pinakataas nga rating sa drain-source voltage sa -50°C. Sa -50°C, ang V(BR)DSS kay gibana-bana nga 90% sa pinakataas nga drain-source voltage rating sa 25°C.

VGS(th), VGS(off): Threshold nga boltahe

Ang VGS(th) mao ang boltahe diin ang dugang nga boltahe sa gigikanan sa ganghaan mahimong hinungdan nga ang kanal magsugod nga adunay kasamtangan, o ang kasamtangan nga mawala kung ang MOSFET gipalong, ug ang mga kondisyon alang sa pagsulay (drain current, drain source voltage, junction temperatura) gipiho usab. Kasagaran, ang tanan nga mga aparato sa ganghaan sa MOS adunay lainlain

ang mga boltahe sa threshold magkalainlain. Busa, ang han-ay sa kausaban sa VGS(th) gipiho.VGS(th) mao ang usa ka negatibo nga temperatura coefficient, sa diha nga ang temperatura mosaka, angMOSFETmo-on sa medyo ubos nga boltahe sa tinubdan sa ganghaan.

RDS(on): On-resistance

Ang RDS(on) mao ang drain-source resistance nga gisukod sa usa ka piho nga drain current (kasagaran katunga sa ID current), gate-source voltage, ug 25°C. Ang RDS(on) mao ang drain-source resistance nga gisukod sa usa ka piho nga drain current (kasagaran katunga sa ID nga kasamtangan), gate-source voltage, ug 25°C.

IDSS: zero gate boltahe drain kasamtangan

Ang IDSS mao ang leakage current tali sa drain ug source sa usa ka piho nga drain-source voltage kung ang gate-source voltage kay zero. Tungod kay ang leakage nga kasamtangan nga pagtaas sa temperatura, ang IDSS gipiho sa kwarto ug taas nga temperatura. Ang pagkawala sa kuryente tungod sa leakage nga kasamtangan makalkulo pinaagi sa pagpadaghan sa IDSS pinaagi sa boltahe tali sa mga tinubdan sa kanal, nga kasagaran dili kaayo.

IGSS - Gate Source Leakage Current

Ang IGSS mao ang leakage nga kasamtangan nga nag-agos sa ganghaan sa usa ka piho nga boltahe sa gigikanan sa ganghaan.

Bahin III Mga Kinaiya sa Dinamikong Elektrisidad

Ciss: Input nga kapasidad

Ang kapasidad tali sa ganghaan ug sa tinubdan, nga gisukod sa usa ka AC signal pinaagi sa pagpamubo sa drain sa tinubdan, mao ang input capacitance; Ang Ciss naporma pinaagi sa pagkonektar sa kapasidad sa pag-agas sa ganghaan, Cgd, ug ang kapasidad sa tinubdan sa ganghaan, Cgs, sa parallel, o Ciss = Cgs + Cgd. Ang aparato gi-on kung ang input capacitance gi-charge sa usa ka threshold boltahe, ug gipalong kung kini gipagawas sa usa ka piho nga kantidad. Busa, ang sirkito sa drayber ug Ciss adunay direktang epekto sa paglangan sa turn-on ug turn-off sa device.

Coss: Output kapasidad

Ang output capacitance mao ang capacitance tali sa drain ug sa source nga gisukod gamit ang AC signal sa dihang ang gate source shorted, Coss naporma pinaagi sa pagparis sa drain-source capacitance Cds ug ang gate-drain capacitance Cgd, o Coss = Cds + Cgd. Para sa soft-switching nga mga aplikasyon, ang Coss importante kaayo tungod kay kini mahimong hinungdan sa resonance sa circuit.

Crss : Reverse Transfer Capacitance

Ang capacitance nga gisukod tali sa drain ug gate nga ang source grounded mao ang reverse transfer capacitance. Ang reverse transfer capacitance katumbas sa gate drain capacitance, Cres = Cgd, ug sagad gitawag nga Miller capacitance, nga usa sa labing importante nga mga parameter alang sa pagtaas ug pagkahulog sa mga panahon sa usa ka switch.

Kini usa ka hinungdanon nga parameter alang sa mga oras sa pagtaas ug pagkahulog sa pagbalhin, ug makaapekto usab sa oras sa paglangan sa turn-off. Ang capacitance mikunhod samtang ang boltahe sa kanal nga pagtaas, labi na ang output capacitance ug ang reverse transfer capacitance.

Qgs, Qgd, ug Qg: Gate Charge

Ang kantidad sa bayad sa ganghaan nagpakita sa bayad nga gitipigan sa kapasitor taliwala sa mga terminal. Tungod kay ang bayad sa kapasitor nagbag-o sa boltahe sa diha-diha nga pagbalhin, ang epekto sa bayad sa ganghaan kanunay nga gikonsiderar sa pagdesinyo sa mga sirkito sa drayber sa gate.

Ang Qgs mao ang charge gikan sa 0 ngadto sa unang inflection point, ang Qgd mao ang bahin gikan sa una ngadto sa ikaduhang inflection point (gitawag usab nga "Miller" charge), ug ang Qg mao ang bahin gikan sa 0 ngadto sa punto diin ang VGS katumbas sa usa ka piho nga drive boltahe.

Ang mga pagbag-o sa leakage current ug leakage source voltage adunay medyo gamay nga epekto sa gate charge value, ug ang gate charge dili mausab sa temperatura. Gitakda ang mga kondisyon sa pagsulay. Ang usa ka graph sa gate charge gipakita sa data sheet, lakip ang katugbang nga gate charge variation curves para sa fixed leakage current ug lain-laing leakage source voltage.

Ang katugbang nga gate charge variation curves alang sa fixed drain current ug lain-laing drain source voltage gilakip sa mga datasheet. Sa graph, ang plateau nga boltahe nga VGS(pl) mousbaw sa pagtaas sa kasamtangan (ug mokunhod uban sa pagkunhod sa kasamtangan). Ang boltahe sa talampas proporsyonal usab sa boltahe sa threshold, mao nga ang usa ka lahi nga boltahe sa threshold maghimo usa ka lahi nga boltahe sa talampas.

boltahe.

Ang mosunod nga diagram mas detalyado ug magamit:

td(on): on-time nga oras sa paglangan

Ang on-time nga oras sa paglangan mao ang panahon gikan sa dihang ang boltahe sa tinubdan sa ganghaan misaka ngadto sa 10% sa boltahe sa gate drive ngadto sa dihang ang leakage nga kasamtangan mosaka ngadto sa 10% sa gitakda nga kasamtangan.

td(off): Off oras sa paglangan

Ang oras sa paglangan sa turn-off mao ang oras nga milabay gikan sa dihang ang boltahe sa gigikanan sa ganghaan nahulog sa 90% sa boltahe sa pagmaneho sa ganghaan hangtod sa kung ang pag-agas sa pagtulo nahulog sa 90% sa gitakda nga karon. Kini nagpakita sa paglangan nga nasinati sa wala pa ang kasamtangan ibalhin ngadto sa load.

tr : Panahon sa Pagbangon

Ang oras sa pagtaas mao ang oras nga gikinahanglan alang sa pag-agas sa tubig gikan sa 10% hangtod 90%.

tf: Panahon sa pagkahulog

Ang panahon sa pagkapukan mao ang panahon nga gikinahanglan alang sa pag-agas sa tubig nga mahulog gikan sa 90% ngadto sa 10%.