"MOSFET" металл оксиди жарым өткөргүч талаа эффектиси транзисторунун аббревиатурасы. Бул үч материалдан жасалган түзүлүш: металл, оксид (SiO2 же SiN) жана жарым өткөргүч. MOSFET жарым өткөргүч тармагындагы эң негизги түзүлүштөрдүн бири. Бул IC дизайнында же такта деңгээлиндеги схемаларда болобу, ал абдан кеңири. MOSFETтин негизги параметрлерине ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th) ж.б. кирет. Сиз буларды билесизби? OLUKEY компаниясы, Тайвандык орто жана жогорку чыңалуудагы винсок катарыMOSFETагент кызмат көрсөтүүчүсү, MOSFETтин ар кандай параметрлерин майда-чүйдөсүнө чейин түшүндүрүп берүү үчүн дээрлик 20 жылдык тажрыйбасы бар негизги командасы бар!
MOSFET параметрлеринин маанисинин сүрөттөлүшү
1. Экстремалдуу параметрлер:
ID: Максималдуу агып чыгуу булагы ток. Бул талаа эффектиси транзистору нормалдуу иштеп турганда дренаж менен булактын ортосунда өтүүгө уруксат берилген максималдуу токту билдирет. Талаа эффектиси транзисторунун иштөө тогу IDден ашпашы керек. Бул параметр кошулуу температурасы жогорулаган сайын төмөндөйт.
IDM: Максималдуу импульстук дренаждык булак агымы. Бул параметр кошулуу температурасы жогорулаган сайын төмөндөйт, бул таасирге каршылыкты чагылдырат жана импульс убактысына да байланыштуу. Бул параметр өтө кичинекей болсо, система OCP тестирлөө учурунда ток менен бузулуп калуу коркунучуна дуушар болушу мүмкүн.
PD: Максималдуу күч таркатылды. Бул талаа эффектиси транзисторунун иштешин начарлатпастан, уруксат берилген максималдуу дренаждык булактан энергияны сарптоого тиешелүү. колдонулганда, FET иш жүзүндө электр керектөө PDSM караганда аз болушу керек жана белгилүү бир чекти калтыруу керек. Бул параметр жалпысынан кошулуу температурасы жогорулаган сайын төмөндөйт
VDSS: Максималдуу дренаж булагы чыңалууга туруштук берет. Белгилүү бир температурада жана дарбаза булагы кыска туташуу учурунда агып жаткан дренаждык ток белгилүү бир мааниге жеткенде (катуу көтөрүлөт). Бул учурда дренаждык чыңалуу кар көчкү бузулуу чыңалуусу деп да аталат. VDSS оң температура коэффициентине ээ. -50°C, VDSS болжол менен 90% ды түзөт 25°C. Кадимки өндүрүштө калган жөлөкпулга байланыштуу, MOSFETтин көчкү бузулуу чыңалуусу ар дайым номиналдык чыңалуудан жогору.
ОЛУКЕЙЖылуу Кеңештер: Продукттун ишенимдүүлүгүн камсыз кылуу үчүн, эң начар иштөө шарттарында, жумушчу чыңалуу номиналдык маанинин 80~90% ашпашы керек.
VGSS: Максималдуу дарбаза булагы чыңалууга туруштук берет. Бул дарбаза менен булактын ортосундагы тескери ток кескин көбөйө баштаганда VGS маанисин билдирет. Бул чыңалуунун маанисинен ашып кетүү дарбаза оксидинин катмарынын диэлектрдик бузулушуна алып келет, бул кыйратуучу жана кайтарылгыс бузулуу.
TJ: Максималдуу иштөө түйүнүнүн температурасы. Бул адатта 150 ℃ же 175 ℃ болот. Аппаратты иштеп чыгуунун иштөө шарттарында бул температурадан ашып кетүүдөн качуу жана белгилүү бир чекти калтыруу керек.
TSTG: сактоо температурасы диапазону
Бул эки параметр, TJ жана TSTG, аппараттын иштөө жана сактоо чөйрөсү уруксат берген туташтырылган температура диапазонун калибрлейт. Бул температура диапазону аппараттын минималдуу иштөө мөөнөтүн канааттандыруу үчүн коюлган. Эгерде аппарат ушул температура диапазонунда иштеши камсыз кылынса, анын иштөө мөөнөтү абдан узартылат.
2. Статикалык параметрлер
MOSFET сыноо шарттары жалпысынан 2.5V, 4.5V жана 10V болуп саналат.
V(BR)DSS: Дренаж булагы бузулуу чыңалуусу. Бул дарбаза булагы VGS 0 болгондо талаа эффектиси транзистору туруштук бере ала турган максималдуу дренаждык чыңалууну билдирет. Бул чектөө параметри жана талаа эффекти транзисторуна колдонулган иштөө чыңалуу V(BR) аз болушу керек. DSS. Бул оң температуралык мүнөздөмөлөргө ээ. Ошондуктан, төмөнкү температура шарттарында бул параметрдин мааниси коопсуздук эске алуу керек.
△V(BR)DSS/△Tj: Дренаж булагынын бузулуу чыңалуусунун температуралык коэффициенти, жалпысынан 0,1V/℃
RDS(күйгүзүлгөн): VGS (көбүнчө 10V), туташтыруу температурасы жана дренаждык токтун белгилүү шарттарында, MOSFET күйгүзүлгөндө дренаж менен булактын ортосундагы максималдуу каршылык. Бул MOSFET күйгүзүлгөндө керектелген кубаттуулукту аныктаган абдан маанилүү параметр. Бул параметр көбүнчө түйүндөрдүн температурасы жогорулаган сайын жогорулайт. Демек, жоготууларды жана чыңалуунун төмөндөшүн эсептөө үчүн бул параметрдин эң жогорку иштөө температурасындагы маанисин колдонуу керек.
VGS(th): күйгүзүү чыңалуу (босого чыңалуу). Сырткы дарбазанын башкаруу чыңалуусу VGS VGS(th) ашканда, дренаждык жана булак аймактарынын беттик инверсиялык катмарлары туташкан каналды түзөт. Колдонмолордо дренаждын кыска туташуусу шартында ID 1 мАга барабар болгондо дарбаза чыңалуусу көбүнчө күйгүзүлгөн чыңалуу деп аталат. Бул параметр көбүнчө түйүн температурасы жогорулаган сайын төмөндөйт
IDSS: каныккан дренаждык булак ток, дарбаза чыңалуусу VGS=0 жана VDS белгилүү бир маани болгондо дренаждык булак агымы. Жалпысынан микроампер деңгээлинде
IGSS: дарбаза булагы диск ток же тескери ток. MOSFET киргизүү импедансы абдан чоң болгондуктан, IGSS көбүнчө наноамп деңгээлинде.
3. Динамикалык параметрлер
gfs: өткөргүчтүк. Бул дренаждын чыгуу токунун өзгөрүшүнүн дарбаза булагы чыңалуусунун өзгөрүшүнө катышын билдирет. Бул дарбаза булагы чыңалуусунун дренаждык токту башкаруу жөндөмдүүлүгүнүн өлчөмү. Сураныч, gfs жана VGS ортосундагы которуу байланышы үчүн диаграмманы караңыз.
Qg: Жалпы дарбазаны заряддоо кубаттуулугу. MOSFET - чыңалуу түрүндөгү айдоочу түзүлүш. Айдоо процесси дарбаза чыңалуусун орнотуу процесси болуп саналат. Бул дарбаза булагы менен дарбаза дренажынын ортосундагы сыйымдуулукту заряддоо аркылуу жетишилет. Бул аспект төмөндө майда-чүйдөсүнө чейин талкууланат.
Qgs: Gate булагы заряддоо кубаттуулугу
Qgd: дарбазадан дренаждык заряд (Миллердин эффектин эске алуу менен). MOSFET - чыңалуу түрүндөгү айдоочу түзүлүш. Айдоо процесси дарбаза чыңалуусун орнотуу процесси болуп саналат. Бул дарбаза булагы менен дарбаза дренажынын ортосундагы сыйымдуулукту заряддоо аркылуу жетишилет.
Td(күйгүзүү): өткөрүүнүн кечигүү убактысы. Кирүүчү чыңалуу 10% га көтөрүлгөндөн тартып VDS анын амплитудасынын 90% га чейин түшкөнгө чейинки убакыт
Tr: көтөрүлүү убактысы, VDS чыгуу чыңалуусунун амплитудасынын 90% дан 10% га чейин төмөндөө убактысы
Td(өчүрүү): Өчүрүү кечигүү убактысы, кириш чыңалуу 90% га төмөндөгөндөн тартып VDS өчүү чыңалуусунун 10% га чейин көтөрүлгөн убакыт
Tf: түшүү убактысы, VDS чыгыш чыңалуусунун амплитудасынын 10% дан 90% га чейин көтөрүлүү убактысы
Ciss: Киргизүү сыйымдуулугу, дренажды жана булакты кыска туташтырып, AC сигналы менен дарбаза менен булактын ортосундагы сыйымдуулукту өлчөңүз. Ciss = CGD + CGS (CDS кыска туташуу). Бул аппаратты күйгүзүү жана өчүрүү кечигүүлөрүнө түздөн-түз таасирин тийгизет.
Coss: Чыгуу сыйымдуулугу, дарбазаны жана булакты кыска туташтырып, AC сигналы менен дренаж менен булактын ортосундагы сыйымдуулукту өлчөңүз. Coss = CDS + CGD
Crss: Тескери берүү сыйымдуулугу. Булак жерге туташтырылганда, дренаж менен дарбазанын ортосундагы өлчөнгөн сыйымдуулук Crss=CGD. Которгучтар үчүн маанилүү параметрлердин бири - көтөрүлүү жана түшүү убактысы. Crss=CGD
MOSFETтин электроддор аралык сыйымдуулугу жана MOSFET индукцияланган сыйымдуулугу көпчүлүк өндүрүүчүлөр тарабынан кириш сыйымдуулугуна, чыгуу сыйымдуулугуна жана кайтарым байланыш сыйымдуулугуна бөлүнөт. Келтирилген баалуулуктар белгиленген дренаждан булакка чейинки чыңалуу үчүн. Бул сыйымдуулуктар дренаждык булак чыңалуусу өзгөргөндө өзгөрөт жана сыйымдуулуктун мааниси чектелген таасирге ээ. Киргизүү сыйымдуулугунун мааниси айдоочу схемасы талап кылган заряддын болжолдуу көрсөткүчүн гана берет, ал эми дарбазаны заряддоо маалыматы пайдалуураак. Бул дарбаза белгилүү бир дарбазадан булакка чыңалууга жетүү үчүн заряддалышы керек болгон энергиянын көлөмүн көрсөтөт.
4. Кар көчкүнүн бузулушунун мүнөздөмөлөрү
Көчкүнүн бузулушунун мүнөздөмө параметри MOSFETтин өчүрүлгөн абалда ашыкча чыңалууга туруштук берүү жөндөмдүүлүгүнүн көрсөткүчү болуп саналат. Эгерде чыңалуу дренаждык булактын чегинен ашып кетсе, аппарат көчкү абалында болот.
EAS: Бир импульстук кар көчкү бузулуу энергиясы. Бул MOSFET туруштук бере ала турган максималдуу көчкү бузулуу энергиясын көрсөтүүчү чек параметр.
IAR: кар көчкү агымы
КУЛАК: Кайталанган кар көчкүнүн бузулушу энергиясы
5. In vivo диоддун параметрлери
IS: Үзгүлтүксүз максималдуу эркин айлануучу ток (булактан)
ISM: импульстук максималдуу эркин айлануу агымы (булактан)
VSD: алдыга чыңалуунун төмөндөшү
Trr: кайра калыбына келтирүү убактысы
Qrr: Кайра зарядды калыбына келтирүү
Тон: алдыга өткөрүү убактысы. (Негизи жокко эсе)
MOSFET күйгүзүү убактысы жана өчүрүү убактысынын аныктамасы
Колдонуу процессинде көбүнчө төмөнкү мүнөздөмөлөрдү эске алуу керек:
1. V (BR) DSSтин оң температуралык коэффициентинин мүнөздөмөсү. Биполярдык түзүлүштөрдөн айырмаланган бул өзгөчөлүк кадимки иштөө температурасы жогорулаган сайын аларды ишенимдүүрөөк кылат. Бирок төмөнкү температурадагы суук башталганда анын ишенимдүүлүгүнө да көңүл буруу керек.
2. V(GS)th терс температуралык коэффициентинин мүнөздөмөсү. Дарбазанын босого потенциалы түйүндөрдүн температурасы жогорулаган сайын белгилүү бир деңгээлде төмөндөйт. Кээ бир радиация да бул босого потенциалды азайтат, балким 0 потенциалдан да төмөн. Бул өзгөчөлүк инженерлерден мындай кырдаалдарда MOSFETтин кийлигишүүсүнө жана жалган триггерлерине көңүл бурууну талап кылат, өзгөчө босого потенциалы төмөн MOSFET тиркемелери үчүн. Бул өзгөчөлүктөн улам кээде тоскоолдуктарды жана жалган триггерлерди болтурбоо үчүн дарбаза айдоочусунун вольттун өчүрүү потенциалын терс мааниге (N-типке, P-типке жана башкаларга шилтеме кылуу) долбоорлоо зарыл.
VDSon/RDSo 3.Positive температура коэффициенти мүнөздөмөлөрү. VDSon/RDSon туташуунун температурасы жогорулаган сайын бир аз жогорулай турган өзгөчөлүк MOSFETтерди параллелдүү түрдө түздөн-түз колдонууга мүмкүндүк берет. Биполярдык түзүлүштөр бул жагынан карама-каршы келет, ошондуктан аларды параллелдүү колдонуу кыйла татаал болуп калат. ID көбөйгөн сайын RDSon да бир аз көбөйөт. Бул мүнөздүү жана оң температуралык мүнөздөмөлөрү биригүү жана жер үстүндөгү RDSon MOSFETге биполярдык түзүлүштөр сыяктуу экинчилик бузулууларды болтурбоого мүмкүндүк берет. Бирок, бул өзгөчөлүктүн таасири кыйла чектелген экенин белгилей кетүү керек. Параллель, түртүү же башка тиркемелерде колдонулганда, сиз бул функциянын өзүн-өзү жөнгө салуусуна толук ишене албайсыз. Кээ бир фундаменталдуу чаралар дагы эле талап кылынат. Бул өзгөчөлүк, ошондой эле өткөргүч жоготуулар жогорку температурада көбүрөөк болуп түшүндүрөт. Ошондуктан, жоготууларды эсептөөдө параметрлерди тандоого өзгөчө көңүл буруу керек.
4. ID терс температура коэффициенти мүнөздөмөлөрү, MOSFET параметрлерин түшүнүү жана анын негизги мүнөздөмөлөрү ID туташтыруу температурасы жогорулаган сайын бир топ төмөндөйт. Бул өзгөчөлүк дизайн учурунда жогорку температурада анын ID параметрлерин эске алууну талап кылат.
5. Кар көчкү жөндөмдүүлүгүнүн IER/EAS терс температуралык коэффициентинин мүнөздөмөсү. Туташуунун температурасы жогорулагандан кийин, MOSFET чоңураак V(BR)DSSке ээ болсо да, EAS кыйла азаятын белгилей кетүү керек. Башкача айтканда, анын жогорку температуралык шарттарда кар көчкүгө туруштук берүү жөндөмдүүлүгү кадимки температурага караганда бир топ начар.
6. MOSFETдеги мите диоддун өткөрүү жөндөмдүүлүгү жана тескери калыбына келтирүү көрсөткүчтөрү жөнөкөй диоддордон жакшы эмес. Аны долбоорлоодо циклде негизги ток алып жүрүүчү катары колдонуу күтүлбөйт. Блоктоочу диоддор денедеги мите диоддорду жараксыз кылуу үчүн көбүнчө катар менен туташтырылат, ал эми кошумча параллелдүү диоддор чынжырдын электрдик алып жүрүүчүсүн түзүү үчүн колдонулат. Бирок, ал кыска мөөнөттүү өткөргүч же синхрондук оңдоо сыяктуу кээ бир кичинекей учурдагы талаптарда алып жүрүүчү катары каралышы мүмкүн.
7. Дренаждык потенциалдын тез өсүшү дарбаза дискинин жасалма триггерине алып келиши мүмкүн, ошондуктан бул мүмкүнчүлүктү чоң dVDS/dt тиркемелеринде (жогорку жыштыктагы тез коммутация схемалары) эске алуу керек.
Посттун убактысы: 2023-жылдын 13-декабрына чейин
