深入理解功率MOSFET數(shù)據(jù)表
本文不準備寫成一篇介紹功率MOSFET的技術大全,只是讓讀者去了解如何正確的理解功率MOSFET數(shù)據(jù)表中的常用主要參數(shù),以幫助設計者更好的使用功率MOSFET進行設計。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/187695.htm數(shù)據(jù)表中的參數(shù)分為兩類:即最大額定值和電氣特性值。對于前者,在任何情況下都不能超過,否則器件將永久損害;對于后者,一般以最小值、最大值、和典型值的形式給出,它們的值與測試方法和應用條件密切相關。在實際應用中,若超出電氣特性值,器件本身并不一定損壞,但如果設計裕度不足,可能導致電路工作失常。
在功率MOSFET的數(shù)據(jù)表給出的參數(shù)中, 通常最為關心的基本參數(shù)為、、Qgs、和Vgs。更為高級一些的參數(shù),如ID、Rthjc、SOA、Transfer Curve、EAS等,將在本文的下篇中再做介紹。
為了使每個參數(shù)的說明更具備直觀性和易于理解,選用了英飛凌公司的功率MOSFET,型號為IPD90N06S4-04。本文中所有的表格和圖表也是從IPD90N06S4-04中摘錄出來的。下面就對這些參數(shù)做逐一的介紹。
: 通態(tài)電阻。是和溫度和Vgs相關的參數(shù),是MOSFET重要的參數(shù)之一。在數(shù)據(jù)表中,給出了在室溫下的典型值和最大值,并給出了得到這個值的測試條件,詳見下表。
除了表格以外,數(shù)據(jù)表中還給出了通態(tài)電阻隨著結溫變化的數(shù)據(jù)圖。從圖中可以看出,結溫越高,通態(tài)電阻越高。正是由于這個特性,當單個功率MOSFET的電流容量不夠時,可以采用多個同類型的功率MOSFET并聯(lián)來進行擴流。
如果需要計算在指定溫度下的,可以采用以下的計算公式。
上式中 為與工藝技術有關的常數(shù),對于英飛凌的此類功率MOSFET,可以采用0.4作為常數(shù)值。如果需要快速的估算,可以粗略認為:在最高結溫下的 通態(tài)電阻是室溫下通態(tài)電阻的2倍。下表的曲線給出了隨環(huán)境溫度變化的關系。
:定義了MOSFET的源級和漏級的最大能購承受的直流電壓。在數(shù)據(jù)表中,此參數(shù)都會在數(shù)據(jù)表的首頁給出。注意給出的值是在室溫下的值。
此外,數(shù)據(jù)表中還會給出在全溫范圍內(nèi)(-55 C…+175 C) 隨著溫度變化的曲線。
從上表中可以看出,是隨著溫度變化的,所以在設計中要注意在極限溫度下的 仍然能夠滿足系統(tǒng)電源對 的要求。
Qgs:數(shù)據(jù)表中給出了為了使功率MOSFET導通時在給定了的Vds電壓下,當Qgs變化時的柵級電荷變化的曲線。從圖表中可以看出,為了使MOSFET完全導通,Qgs的典型值約等于10V,由于器件完全導通,可以減少器件的靜態(tài)損耗。
Vgs:描述了在指定了漏級電流下需要的柵源電壓。數(shù)據(jù)表中給出的是在室溫下,當Vds= Vgs時,漏極電流在微安等級時的Vgs電壓。數(shù)據(jù)表中給出了最小值、典型值和最大值。
需要注意的是,在同樣的漏極電流下,Vgs電壓會隨著結溫的升高而減小。在高結溫的情況下,漏極電流已經(jīng)接近達到了Idss (漏極電流)。為此,數(shù)據(jù)表中還會給出一條比常溫下指定電流大10倍的漏極電流曲線作為設計參考。如下圖所示。
以上介紹了在功率MOSFET數(shù)據(jù)表中最為設計者關心的基本參數(shù)、、Qgs、和Vgs。
為了更深入的理解功率MOSFET的其它一些參數(shù),本文仍然選用英飛凌公司的功率MOSFET為例,型號為IPD90N06S4-04(http://www.infineon.com/optimos-T)。為了使每個參數(shù)的說明更具備直觀性和易于理解,所有的表格和圖表也是從IPD90N06S4-04中摘錄出來的。下面就對這些參數(shù)做逐一的介紹。
如果需要更好的理解功率MOSFET,則需要了解更多的一些參數(shù),這些參數(shù)對于設計都是十分必要和有用的。這些參數(shù)是ID、Rthjc、SOA、Transfer Curve、和EAS。
ID:定義了在室溫下漏級可以長期工作的電流。需要注意的是,這個ID電流的是在Vgs在給定電壓下,TC=25℃下的ID電流值。
ID的大小可以由以下的公式計算:
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