详解MOSFET特性参数值

一:绝对最大额定值(任何情况下都不允许超过的最大值,超过此值可能会导致产品失效)

 


1. 额定电压

VDS:GS短接,漏极D和源极S间所能施加的最大电压值





VGSDS短接,栅极G和源极S间所能施加的最大电压值


2. 额定电流

ID:漏极允许通过的最大直流电流值,此值受导通阻抗,封装和内部连线等的制约

IDM:漏极允许通过的最大脉冲电流值,此值受脉冲宽度和占空比等的制约

 

3. 额定功耗

PD芯片所能承受的最大功耗,测定条件有以下两种:

1) 管壳温度TC=25℃,接散热板,使芯片结温达到TJmax时施加的功率大小;

2) 环境温度TA=25℃,不接散热板,使芯片结温达到TJmax时施加的功率大小;

 


4. 额定温度

TJ:结温,芯片所能承受的最大温度,一般TJ150

TstgMOSFET器件本身的储存温度范围,一般最低为-55℃,最高为150



5.热阻

热阻:表示产品散热性能的好坏,热阻值越小,散热性能越好

RθJA:芯片到环境间的热阻抗

RθJC:芯片到封装管壳间的热阻抗

一般热阻值可通过额定功耗和温度计算得出:

RθJA= ( TJ(MAX) - TA ) / PD

RθJC= ( TJ(MAX) - TC ) / PD

 

6. 安全动作区SOA

SOA全称Safe Operating Area,主要由4个限制区构成,如下图所示:

A:导通阻抗限制

B:额定电流限制

C:额定功耗限制(单脉冲)

D:额定电压限制



7. MOSFET抗雪崩能力

1) 雪崩电流IASIAR

2) 雪崩能量EASEAR

EAS:单次雪崩能量,一次性雪崩期间所能承受的能量,以TJ150℃为极限

EAR:重复雪崩能量,所能承受以一定频率重复出现的雪崩能量,以TJ150℃为极限


单次雪崩


 

重复雪崩

 




MOSFET雪崩能力测试电路

 

怎样选择MOSFET的额定参数(推荐)

电压:应高于实际最大电压的1.2

电流:应高于实际最大电流的1.2

功耗:应高于实际最大功耗的1.5

结温:实际使用不应超过125


二:电参数



1. 漏电流

IDSS:VGS=0V,在DS间加额定电压VDS(一般为80%BVDSS),流过ID的漏电流;





IGSS:VDS=0V,在GS间加额定电压VGS(一般为100%VGS),流过IG的漏电流;


2. 开启电压VGS(th)

一般为VDS=VGSID=250uA条件下的VGS值;MOSFETVGS(th)值具有负温度特性,即温度升高,VGS(th)参数值会降低


3. 导通阻抗 RDS(on)

MOSFET处于导通状态时的阻抗,导通阻抗越大,开启状态时的损耗就越大,所以MOS管的选取,导通阻抗越小越好;MOSFETRDS(on)值具有正温度特性,即温度升高,RDS(on)参数值会增大




导通阻抗RDS(on)一般在指定VGSID值的条件下测量得到,常温条件下,相同VGS值,ID越大RDS(on)值也会越大;相同ID值,VGS越大,RDS(on)值会越小

 


4. 正向传导系数gFS

定义:漏极电流ID变化量与VGS值变化量的比值 ,单位为S(西门子),类似于双极型晶体管的HFE



5. 内部电容量

MOSFET容量值越小,QG越小,开关速度越快,开关损耗越小


6. 电荷量

QG:栅极总电荷量

QGS:栅源极间的电荷量

QGD:栅漏极间的电荷量

MOSFET电荷的容量越大,所需开关时间越长,开关损失越大

7. 开关时间

td(on):开启延迟时间  

td(off):关断延迟时间

tr:上升时间  

tf:下降时间

 

8. 体二极管

MOS管衬底和漏极之间存在PN结所形成的二极管,通常衬底和源极短接故等效为源极和漏极之间的二极管,该二极管与沟道并联。测量体二极管参数时必须使沟道处于关闭状态。



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