MOS管參數(shù)詳解

1、MOS管參數(shù)詳細(xì)解讀第一部分最大額定參數(shù)最大額定參數(shù)，所有數(shù)值取得條件(Ta=25°C)2SK34怕的例子Tchmax-Tl“口呂五和逋壺國(guó)陽(yáng)有豐目亙畫(huà)矗穽誚器件胡甩圧越低壯信趙伍:摘扱電瀧I口的現(xiàn)論公戎最寸RDS(nn)rT：3XXaxOch符號(hào)傾定館單蝕電壓QSSepV*社壓GSS±20v；滴城電議bA*黑沖藕赧理遼尿0Ul圈建勺340A*辰向漏檄社藍(lán)hRA酗電盍購(gòu)'A亦竝30BmJ客許溝遣損悴氏itl注31WW斗Tdi150熱阻114"C/W【注】1.時(shí)的容許值2在Tth-25X時(shí)的密許值.Rq=?54X>3.在TC-25X時(shí)的容詫伯L._15

2、£CRoi但邑対CR口旳WeR)de占Vjbr.)DES-VdeePen的溫廢降軸是剛hed-Ptti(25DC)K不冊(cè)帕mTchmax-25Tehrrtax擊Tc*繭取決于封裝和特片的尺寸VDSS最大漏-源電壓在柵源短接，漏-源額定電壓(VDSS)是指漏-源未發(fā)生雪崩擊穿前所能施加的最大電壓。根據(jù)溫度的不同，實(shí)際雪崩擊穿電壓可能低于額定VDSS。關(guān)于V(BR)DSS的詳細(xì)描述請(qǐng)參見(jiàn)靜電學(xué)特性.VGS最大柵源電壓VGS額定電壓是柵源兩極間可以施加的最大電壓。設(shè)定該額定電壓的主要目的是防止電壓過(guò)高導(dǎo)致的柵氧化層損傷。實(shí)際柵氧化層可承受的電壓遠(yuǎn)高于額定電壓，但是會(huì)隨制造工藝的不同而改變，

3、因此保持VGS在額定電壓以?xún)?nèi)可以保證應(yīng)用的可靠性。ID-連續(xù)漏電流ID定義為芯片在最大額定結(jié)溫TJ(max)下，管表面溫度在25C或者更高溫度下，可允許的最大連續(xù)直流電流。該參數(shù)為結(jié)與管殼之間額定熱阻ROJC和管殼溫度的函數(shù)：ID中并不包含開(kāi)關(guān)損耗，并且實(shí)際使用時(shí)保持管表面溫度在25°C(Tease)也很難。因此,硬開(kāi)關(guān)應(yīng)用中實(shí)際開(kāi)關(guān)電流通常小于ID額定值TC=25C的一半，通常在1/31/4。補(bǔ)充，如果采用熱阻JA的話可以估算出特定溫度下的ID,這個(gè)值更有現(xiàn)實(shí)意義。IDM-脈沖漏極電流該參數(shù)反映了器件可以處理的脈沖電流的高低，脈沖電流要遠(yuǎn)高于連續(xù)的直流電流。定義IDM的目的在于：線

4、的歐姆區(qū)。對(duì)于一定的柵-源電壓，MOSFET導(dǎo)通后，存在最大的漏極電流。如圖所示，對(duì)于給定的一個(gè)柵-源電壓，如果工作點(diǎn)位于線性區(qū)域內(nèi)，漏極電流的增大會(huì)提高漏-源電壓，由此增大導(dǎo)通損耗。長(zhǎng)時(shí)間工作在大功率之下，將導(dǎo)致器件失效。因此，在典型柵極驅(qū)動(dòng)電壓下，需要將額定IDM設(shè)定在區(qū)域之下。區(qū)域的分界點(diǎn)在Vgs和曲線相交點(diǎn)。hi0VDS*GS(th)GS5>VGS4>VGS3>VGS2、VGS1OhmicXVgs=>r*AettvefGS5Cutoff因此需要設(shè)定電流密度上限，防止芯片溫度過(guò)高而燒毀。這本質(zhì)上是為了防止過(guò)高電流流經(jīng)封裝引線，因?yàn)樵谀承┣闆r下，整個(gè)芯片上最“薄弱的

5、連接”不是芯片，而是封裝引線?？紤]到熱效應(yīng)對(duì)于IDM的限制，溫度的升高依賴(lài)于脈沖寬度，脈沖間的時(shí)間間隔，散熱狀況，RDS(on)以及脈沖電流的波形和幅度。單純滿足脈沖電流不超出IDM上限并不能保證結(jié)溫不超過(guò)最大允許值?？梢詤⒖紵嵝阅芘c機(jī)械性能中關(guān)于瞬時(shí)熱阻的討論，來(lái)估計(jì)脈沖電流下結(jié)溫的情況。PD-容許溝道總功耗容許溝道總功耗標(biāo)定了器件可以消散的最大功耗，可以表示為最大結(jié)溫和管殼溫度為25°C時(shí)熱阻的函數(shù)。TJ,TSTG-工作溫度和存儲(chǔ)環(huán)境溫度的范圍這兩個(gè)參數(shù)標(biāo)定了器件工作和存儲(chǔ)環(huán)境所允許的結(jié)溫區(qū)間。設(shè)定這樣的溫度范圍是為了滿足器件最短工作壽命的要求。如果確保器件工作在這個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)，

6、將極大地延長(zhǎng)其工作壽命。EAS-單脈沖雪崩擊穿能量如果電壓過(guò)沖值（通常由于漏電流和雜散電感造成）未超過(guò)擊穿電壓，則器件不會(huì)發(fā)生雪崩擊穿，因此也就不需要消散雪崩擊穿的能力。雪崩擊穿能量標(biāo)定了器件可以容忍的瞬時(shí)過(guò)沖電壓的安全值，其依賴(lài)于雪崩擊穿需要消散的能量。定義額定雪崩擊穿能量的器件通常也會(huì)定義額定EAS。額定雪崩擊穿能量與額定UIS具有相似的意義。EAS標(biāo)定了器件可以安全吸收反向雪崩擊穿能量的高低。L是電感值，iD為電感上流過(guò)的電流峰值，其會(huì)突然轉(zhuǎn)換為測(cè)量器件的漏極電流。電感上產(chǎn)生的電壓超過(guò)MOSFET擊穿電壓后，將導(dǎo)致雪崩擊穿。雪崩擊穿發(fā)生時(shí)，即使MOSFET處于關(guān)斷狀態(tài)，電感上的電流同樣會(huì)

7、流過(guò)MOSFET器件。電感上所儲(chǔ)存的能量與雜散電感上存儲(chǔ)，由MOSFET消散的能量類(lèi)似。MOSFET并聯(lián)后，不同器件之間的擊穿電壓很難完全相同。通常情況是：某個(gè)器件率先發(fā)生雪崩擊穿，隨后所有的雪崩擊穿電流（能量）都從該器件流過(guò)。EAR-重復(fù)雪崩能量重復(fù)雪崩能量已經(jīng)成為“工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”，但是在沒(méi)有設(shè)定頻率，其它損耗以及冷卻量的情況下，該參數(shù)沒(méi)有任何意義。散熱（冷卻）狀況經(jīng)常制約著重復(fù)雪崩能量。對(duì)于雪崩擊穿所產(chǎn)生的能量高低也很難預(yù)測(cè)。額定EAR的真實(shí)意義在于標(biāo)定了器件所能承受的反復(fù)雪崩擊穿能量。該定義的前提條件是:不對(duì)頻率做任何限制，從而器件不會(huì)過(guò)熱，這對(duì)于任何可能發(fā)生雪崩擊穿的器件都是現(xiàn)實(shí)的。在驗(yàn)證

8、器件設(shè)計(jì)的過(guò)程中，最好可以測(cè)量處于工作狀態(tài)的器件或者熱沉的溫度，來(lái)觀察MOSFET器件是否存在過(guò)熱情況，特別是對(duì)于可能發(fā)生雪崩擊穿的器件。IAR-雪崩擊穿電流對(duì)于某些器件，雪崩擊穿過(guò)程中芯片上電流集邊的傾向要求對(duì)雪崩電流IAR進(jìn)行限制。這樣，雪崩電流變成雪崩擊穿能量規(guī)格的“精細(xì)闡述”；其揭示了器件真正的能力。la'AP'A.P樣戰(zhàn)0MPAvaJandiaCurrfiiTfims雪崩破壞町盡測(cè)定甩路和波珈W筒-10-15V.遊辿臨窕可説改鑾I.甘ssp叫一Id-'R&sfm；電淀畑電址Y涯聒t疇脂耀里計(jì)碎公式孑nr_1.I2垃HR'DSS*-VL'

9、lrtp'vw上嚴(yán)50亠“衛(wèi)審甜期肯(AvilancJietinie)片E叫DEE丄空啓電乓、器眸麺定慎Wd£SdV/dt三XddL伽網(wǎng)-Rgs=501：桂準(zhǔn)測(cè)定電踏脈闿覽生蕭)第二部分靜態(tài)電特性項(xiàng)目符號(hào)測(cè)能條件單性MiriiypVlax依存設(shè)計(jì)上的注窟點(diǎn)被環(huán)電壓V(BRD5560fD=lDlTtA.Vqs=QV焉t!i戯比電濫Idee10佔(zhàn)陰V畑=0fUA存性尢.怛是握詵小冊(cè)1鍛魅比電流Iqss±0:1以汨二Vds=0UA內(nèi)運(yùn)保護(hù)二殺謎的產(chǎn)品為幾幾HA.規(guī)幣眉負(fù)二1®泊柵皺!熄極vcs審102.5Vo5=wviD=imAV0程咆弭關(guān)運(yùn)行時(shí)的噪西和開(kāi)關(guān)時(shí)囘

10、忙if.通態(tài)電狙1只CS伽14.35.5Ed=I5A.VqsIOVmQ決富通態(tài)揑飩益生姜的卷數(shù)注蕙：Rfi著扭度的上升而上理謹(jǐn)態(tài)電記2D&；m；26.09.0d=5A.Vgs=4VnrQ;11:具特可的起喪冠數(shù)：Q-具我魚(yú)E?凰崖系牧V(BR)DSS:漏-源擊穿電壓(破壞電壓)V(BR)DSS(有時(shí)候叫做VBDSS)是指在特定的溫度和柵源短接情況下，流過(guò)漏極電流達(dá)到一個(gè)特定值時(shí)的漏源電壓。這種情況下的漏源電壓為雪崩擊穿電壓。V(BR)DSS是正溫度系數(shù)，溫度低時(shí)V(BR)DSS小于25°C時(shí)的漏源電壓的最大額定值。在-50C,V(BR)DSS大約是25C時(shí)最大漏源額定電壓的9

11、0%。VGS(th),VGS(off):閾值電壓VGS(th)是指加的柵源電壓能使漏極開(kāi)始有電流，或關(guān)斷MOSFET時(shí)電流消失時(shí)的電壓,測(cè)試的條件(漏極電流，漏源電壓，結(jié)溫)也是有規(guī)格的。正常情況下，所有的MOS柵極器件的閾值電壓都會(huì)有所不同。因此，VGS(th)的變化范圍是規(guī)定好的。VGS(th)是負(fù)溫度系數(shù)，當(dāng)溫度上升時(shí)，MOSFET將會(huì)在比較低的柵源電壓下開(kāi)啟。RDS(on)：導(dǎo)通電阻RDS(on)是指在特定的漏電流(通常為ID電流的一半)、柵源電壓和25°C的情況下測(cè)得的漏-源電阻。IDSS:零柵壓漏極電流IDSS是指在當(dāng)柵源電壓為零時(shí)，在特定的漏源電壓下的漏源之間泄漏電流。

12、既然泄漏電流隨著溫度的增加而增大，IDSS在室溫和高溫下都有規(guī)定。漏電流造成的功耗可以用IDSS乘以漏源之間的電壓計(jì)算，通常這部分功耗可以忽略不計(jì)。IGSS柵源漏電流IGSS是指在特定的柵源電壓情況下流過(guò)柵極的漏電流。第三部分動(dòng)態(tài)電特性頸目湫定條件單位MinTypMax:職設(shè)計(jì)上的汪蠱點(diǎn)|向傳輛導(dǎo)納5590|0=45A-.vDS=wvsQ輸A電容Ciss9770VDS=10V,'GS=ijpF具VDSf£存性：星模擬逗行時(shí)的蛆站隈耗摘標(biāo)擱出電容CossIWT=1MHZpF具有Vts伍存性；壬府巾技妊旳前T出時(shí)iritf反向傳輛匡容Crss170pF具荷7沿低血性；畠眉開(kāi)關(guān)時(shí)簡(jiǎn)

13、也trQgl&0Vdd=50V-V斷伽、lD-B5AnC是塊定晅訕擠琵茁:于憐；時(shí)日松也血豐壓有很強(qiáng)的俵奮性32nC(米勒電容：充電.電荷烯36F1C是決:t開(kāi)關(guān)時(shí)間1T,打的曬性I依存電汩電F壯MJSVDC的上升按過(guò)延逛旳間td(onlS3VGS=10V.lr.=45A.Rl=O-67Dns耶塊于Rg,agd哦及抓隕孌必庚壓；影晌空頻曙用雄的笹通播耗“上升時(shí)間tr320n：.斬芥延JH時(shí)閆Id(Dff)700ns取映4民q.ogd?y&viri：加幵關(guān)斷幵討的電浦電注嗦E卞降時(shí)間tf330ns-孩皆正向電甘VQF1.0lf=85A-VGS=0VQ削樂(lè)空萍加正向隔莊.就瓷戔和通

14、態(tài)電皚相同的特性二孵反向恢審時(shí)他tiT70lf=85A.Vqs=O-dVdl=50iA.:usirtS倒EMM加：卩制扶陪巳建和理聲【注】具有巫的湛產(chǎn)帝敕LO.具有員禺闍廈系茸Ciss：輸入電容將漏源短接，用交流信號(hào)測(cè)得的柵極和源極之間的電容就是輸入電容。Ciss是由柵漏電容Cgd和柵源電容Cgs并聯(lián)而成，或者Ciss=Cgs+Cgd。當(dāng)輸入電容充電致閾值電壓時(shí)器件才能開(kāi)啟，放電致一定值時(shí)器件才可以關(guān)斷。因此驅(qū)動(dòng)電路和Ciss對(duì)器件的開(kāi)啟和關(guān)斷延時(shí)有著直接的影響。Coss：輸出電容將柵源短接，用交流信號(hào)測(cè)得的漏極和源極之間的電容就是輸出電容。Coss是由漏源電容Cds和柵漏電容Cgd并聯(lián)而成，

15、或者Coss=Cds+Cgd對(duì)于軟開(kāi)關(guān)的應(yīng)用，Coss非常重要，因?yàn)樗赡芤痣娐返闹C振Crss：反向傳輸電容在源極接地的情況下，測(cè)得的漏極和柵極之間的電容為反向傳輸電容。反向傳輸電容等同于柵漏電容。Cres=Cgd，反向傳輸電容也常叫做米勒電容，對(duì)于開(kāi)關(guān)的上升和下降時(shí)間來(lái)說(shuō)是其中一個(gè)重要的參數(shù)，他還影響這關(guān)斷延時(shí)時(shí)間。電容隨著漏源電壓的增加而減小尤其是輸出電容和反向傳輸電容。InputcapacitanceiSS=Cgd+Cg$OutputcapacitanceCoss=Cgd+Cj£*ReversetransfercapacitariCEC咨=CgtiThefollowingfi

16、gureshowstheparasiticcapacitancedescribedabove.Figure10:VerticalStructureShowingParastticCapacitanceFigure11:EquivalentCircuitShowingParasiticCapacitanceQgs,Qgd,和Qg:柵電荷柵電荷值反應(yīng)存儲(chǔ)在端子間電容上的電荷，既然開(kāi)關(guān)的瞬間，電容上的電荷隨電壓的變化而變化，所以設(shè)計(jì)柵驅(qū)動(dòng)電路時(shí)經(jīng)常要考慮柵電荷的影響。Qgs從0電荷開(kāi)始到第一個(gè)拐點(diǎn)處，Qgd是從第一個(gè)拐點(diǎn)到第二個(gè)拐點(diǎn)之間部分（也叫做咪勒”電荷），Qg是從0點(diǎn)到VGS等于一個(gè)特定的驅(qū)動(dòng)

17、電壓的部分。Charge(nc)漏電流和漏源電壓的變化對(duì)柵電荷值影響比較小，而且柵電荷不隨溫度的變化。測(cè)試條件是規(guī)定好的。柵電荷的曲線圖體現(xiàn)在數(shù)據(jù)表中，包括固定漏電流和變化漏源電壓情況下所對(duì)應(yīng)的柵電荷變化曲線。在圖中平臺(tái)電壓VGS(pl)隨著電流的增大增加的比較小(隨著電流的降低也會(huì)降低)。平臺(tái)電壓也正比于閾值電壓，所以不同的閾值電壓將會(huì)產(chǎn)生不同的平臺(tái)電壓。下面這個(gè)圖更加詳細(xì)，應(yīng)用一下：TotalGateChargeQg(TheainountofchargeduringtDg)Gate-SourceChargeQ.ns(TheamountofchargeduringtDt2)Gate-Drai

18、n''MillerCharge0創(chuàng)Theamountofchargeduringt2Figure12shovzsthegate-sourcevoltage,gate-sourcecurrenJdrain-sourcevoltageanddrainsourcecurrentduringturn-on.Theyaredividedintofoursectionstoshowtheequivlentcircuitsatthediode*clarnpedmductiveloadcircuit.(a)equivalentcircuitofperiodt0-t-VDD(b)equivalentcircuito