"MOSFET" เป็นตัวย่อของทรานซิสเตอร์สนามผลสารกึ่งตัวนำโลหะออกไซด์เป็นอุปกรณ์ที่ทำจากวัสดุสามชนิด: โลหะ ออกไซด์ (SiO2 หรือ SiN) และเซมิคอนดักเตอร์MOSFET เป็นหนึ่งในอุปกรณ์พื้นฐานที่สุดในสาขาเซมิคอนดักเตอร์ไม่ว่าจะเป็นในการออกแบบ IC หรือการใช้งานวงจรระดับบอร์ดก็ครอบคลุมมากพารามิเตอร์หลักของ MOSFET ได้แก่ ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th) ฯลฯ คุณรู้จักสิ่งเหล่านี้หรือไม่?บริษัท OLUKEY ในฐานะ winsok สื่อระดับกลางถึงระดับสูงของไต้หวันและแรงดันไฟฟ้าต่ำมอสเฟตผู้ให้บริการตัวแทน มีทีมงานหลักที่มีประสบการณ์เกือบ 20 ปี ที่จะอธิบายให้คุณทราบรายละเอียดเกี่ยวกับพารามิเตอร์ต่างๆ ของ MOSFET!
คำอธิบายความหมายของพารามิเตอร์ MOSFET
1. พารามิเตอร์สุดขีด:
ID: กระแสไฟจากแหล่งระบายสูงสุดมันหมายถึงกระแสสูงสุดที่อนุญาตให้ผ่านระหว่างท่อระบายน้ำและแหล่งกำเนิดเมื่อทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามทำงานตามปกติกระแสไฟฟ้าในการทำงานของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามไม่ควรเกิน IDพารามิเตอร์นี้จะลดลงเมื่ออุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อเพิ่มขึ้น
IDM: กระแสไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดพัลส์สูงสุดพารามิเตอร์นี้จะลดลงเมื่ออุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อเพิ่มขึ้น ซึ่งสะท้อนถึงความต้านทานต่อแรงกระแทก และยังสัมพันธ์กับเวลาพัลส์ด้วยหากพารามิเตอร์นี้น้อยเกินไป ระบบอาจมีความเสี่ยงที่กระแสไฟฟ้าจะพังในระหว่างการทดสอบ OCP
PD: กำลังกระจายสูงสุดหมายถึงการกระจายพลังงานจากแหล่งเดรนสูงสุดที่อนุญาตโดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามลดลงเมื่อใช้แล้ว การใช้พลังงานจริงของ FET ควรน้อยกว่า PDSM และปล่อยให้มีอัตรากำไรขั้นต้นโดยทั่วไปพารามิเตอร์นี้จะลดลงเมื่ออุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อเพิ่มขึ้น
VDSS: แหล่งจ่ายเดรนสูงสุดทนต่อแรงดันไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายเดรนเมื่อกระแสเดรนที่ไหลถึงค่าเฉพาะ (เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว) ภายใต้อุณหภูมิที่กำหนดและการลัดวงจรของแหล่งเกตแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งระบายในกรณีนี้เรียกอีกอย่างว่าแรงดันพังทลายของหิมะถล่มVDSS มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นบวกที่อุณหภูมิ -50°C VDSS จะอยู่ที่ประมาณ 90% ของอุณหภูมิ 25°Cเนื่องจากค่าเผื่อที่เหลืออยู่ในการผลิตปกติ แรงดันพังทลายของหิมะถล่มของ MOSFET จึงมากกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดเสมอ
โอลูกี้เคล็ดลับที่อบอุ่น: เพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ ภายใต้สภาพการทำงานที่เลวร้ายที่สุด ขอแนะนำว่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานไม่ควรเกิน 80~90% ของค่าพิกัด
VGSS: แหล่งกำเนิดเกตสูงสุดทนต่อแรงดันไฟฟ้ามันอ้างถึงค่า VGS เมื่อกระแสย้อนกลับระหว่างเกตและแหล่งกำเนิดเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเกินค่าแรงดันไฟฟ้านี้จะทำให้เกิดการสลายอิเล็กทริกของชั้นเกตออกไซด์ซึ่งเป็นการสลายแบบทำลายล้างและไม่สามารถย้อนกลับได้
TJ: อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อการทำงานสูงสุดโดยปกติจะเป็น 150 ℃ หรือ 175 ℃ภายใต้สภาพการทำงานของการออกแบบอุปกรณ์จำเป็นต้องหลีกเลี่ยงอุณหภูมิเกินนี้และเว้นระยะขอบไว้
TSTG: ช่วงอุณหภูมิในการจัดเก็บ
พารามิเตอร์ทั้งสองนี้ TJ และ TSTG จะปรับเทียบช่วงอุณหภูมิหัวต่อที่อนุญาตโดยสภาพแวดล้อมการทำงานและการจัดเก็บของอุปกรณ์ช่วงอุณหภูมินี้ได้รับการตั้งค่าให้ตรงตามข้อกำหนดอายุการใช้งานขั้นต่ำของอุปกรณ์หากมั่นใจว่าอุปกรณ์ทำงานภายในช่วงอุณหภูมินี้ อายุการใช้งานของอุปกรณ์จะขยายออกไปอย่างมาก
2. พารามิเตอร์แบบคงที่
เงื่อนไขการทดสอบ MOSFET โดยทั่วไปคือ 2.5V, 4.5V และ 10V
V(BR)DSS: แรงดันพังทลายของแหล่งเดรนหมายถึงแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งเดรนสูงสุดที่ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามสามารถทนได้เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งเกตคือ 0 นี่เป็นพารามิเตอร์จำกัด และแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่ใช้กับทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามจะต้องน้อยกว่า V(BR) ดีเอสเอส.มีลักษณะอุณหภูมิที่เป็นบวกดังนั้นค่าของพารามิเตอร์นี้ภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำจึงควรคำนึงถึงความปลอดภัยด้วย
△V(BR)DSS/△Tj: ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของแรงดันพังทลายของแหล่งระบาย โดยทั่วไป 0.1V/℃
RDS (เปิด): ภายใต้เงื่อนไขบางประการของ VGS (ปกติคือ 10V) อุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อและกระแสเดรน ความต้านทานสูงสุดระหว่างเดรนและแหล่งกำเนิดเมื่อเปิด MOSFETเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญมากที่กำหนดพลังงานที่ใช้เมื่อเปิด MOSFETโดยทั่วไปพารามิเตอร์นี้จะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อเพิ่มขึ้นดังนั้น ค่าของพารามิเตอร์นี้ที่อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อการทำงานสูงสุดจึงควรใช้ในการคำนวณการสูญเสียและแรงดันตกคร่อม
VGS(th): แรงดันไฟฟ้าเปิด (แรงดันไฟฟ้าเกณฑ์)เมื่อแรงดันไฟฟ้าควบคุมเกตภายนอก VGS เกิน VGS(th) ชั้นการผกผันของพื้นผิวของท่อระบายน้ำและบริเวณแหล่งกำเนิดจะสร้างช่องสัญญาณที่เชื่อมต่อกันในการใช้งาน แรงดันเกตเมื่อ ID เท่ากับ 1 mA ภายใต้สภาวะไฟฟ้าลัดวงจรของเดรน มักเรียกว่าแรงดันเปิดโดยทั่วไปพารามิเตอร์นี้จะลดลงเมื่ออุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อเพิ่มขึ้น
IDSS: กระแสจากแหล่งเดรนอิ่มตัว, กระแสจากแหล่งเดรนเมื่อแรงดันเกต VGS=0 และ VDS เป็นค่าที่แน่นอนโดยทั่วไปจะอยู่ที่ระดับไมโครแอมป์
IGSS: กระแสไดรฟ์เกตแหล่งที่มาหรือกระแสย้อนกลับเนื่องจากอิมพีแดนซ์อินพุต MOSFET มีขนาดใหญ่มาก โดยทั่วไป IGSS จึงอยู่ในระดับนาโนแอมป์
3. พารามิเตอร์แบบไดนามิก
gfs: การทรานส์คอนดักเตอร์หมายถึงอัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟขาออกของเดรนต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าของเกต-แหล่งกำเนิดเป็นการวัดความสามารถของแรงดันไฟฟ้าเกต - ซอร์สในการควบคุมกระแสไฟเดรนโปรดดูแผนภูมิสำหรับความสัมพันธ์ในการถ่ายโอนระหว่าง gfs และ VGS
Qg: ความสามารถในการชาร์จเกตทั้งหมดMOSFET เป็นอุปกรณ์ขับเคลื่อนประเภทแรงดันไฟฟ้ากระบวนการขับเคลื่อนคือกระบวนการสร้างแรงดันเกตทำได้โดยการชาร์จความจุระหว่างแหล่งกำเนิดเกตและท่อระบายน้ำของเกตด้านนี้จะกล่าวถึงรายละเอียดด้านล่าง
Qgs: ความสามารถในการชาร์จแหล่งกำเนิดเกต
Qgd: ค่าธรรมเนียมจากประตูถึงท่อระบายน้ำ (คำนึงถึงผลกระทบของมิลเลอร์)MOSFET เป็นอุปกรณ์ขับเคลื่อนประเภทแรงดันไฟฟ้ากระบวนการขับเคลื่อนคือกระบวนการสร้างแรงดันเกตทำได้โดยการชาร์จความจุระหว่างแหล่งกำเนิดเกตและท่อระบายน้ำของเกต
Td(on): เวลาหน่วงการนำไฟฟ้าเวลาที่แรงดันไฟฟ้าอินพุตเพิ่มขึ้นเป็น 10% จนกระทั่ง VDS ลดลงเหลือ 90% ของแอมพลิจูด
Tr: เวลาที่เพิ่มขึ้น เวลาสำหรับแรงดันเอาต์พุต VDS จะลดลงจาก 90% เป็น 10% ของแอมพลิจูด
Td(off): เวลาหน่วงการปิดเครื่อง คือ เวลาตั้งแต่แรงดันไฟฟ้าอินพุตลดลงถึง 90% ไปจนถึงเมื่อ VDS เพิ่มขึ้นเป็น 10% ของแรงดันไฟฟ้าปิดเครื่อง
Tf: เวลาตก คือเวลาที่แรงดันเอาต์พุต VDS จะเพิ่มขึ้นจาก 10% เป็น 90% ของแอมพลิจูด
Ciss: ความจุอินพุต ลัดวงจรท่อระบายน้ำและแหล่งกำเนิด และวัดความจุระหว่างเกตและแหล่งกำเนิดด้วยสัญญาณ ACCiss= CGD + CGS (ซีดีลัดวงจร)มีผลกระทบโดยตรงต่อความล่าช้าในการเปิดและปิดอุปกรณ์
คอส: ความจุเอาต์พุต ลัดวงจรเกตและแหล่งกำเนิด และวัดความจุระหว่างท่อระบายน้ำและแหล่งกำเนิดด้วยสัญญาณ ACคอส = CDS +CGD
Crss: ความจุการส่งกลับเมื่อแหล่งกำเนิดเชื่อมต่อกับกราวด์ ค่าความจุที่วัดได้ระหว่างท่อระบายน้ำและเกต Crss=CGDหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับสวิตช์คือเวลาขึ้นและลงCrss=CGD
ความจุระหว่างอิเล็กโทรดและความจุที่เกิดจาก MOSFET ของ MOSFET แบ่งออกเป็นความจุอินพุต ความจุเอาต์พุต และความจุป้อนกลับโดยผู้ผลิตส่วนใหญ่ค่าที่ยกมาเป็นค่าแรงดันไฟฟ้าจากเดรนถึงแหล่งกำเนิดคงที่ความจุเหล่านี้เปลี่ยนแปลงเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งเดรนเปลี่ยนไป และค่าความจุจะมีผลจำกัดค่าความจุอินพุตเป็นเพียงการบ่งชี้โดยประมาณของการชาร์จที่วงจรขับต้องการ ในขณะที่ข้อมูลการชาร์จเกตจะมีประโยชน์มากกว่าโดยระบุปริมาณพลังงานที่เกทต้องชาร์จเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าจากเกตถึงแหล่งกำเนิดเฉพาะ
4. พารามิเตอร์ลักษณะการพังทลายของหิมะถล่ม
พารามิเตอร์คุณลักษณะการพังทลายของหิมะถล่มเป็นตัวบ่งชี้ความสามารถของ MOSFET ในการทนต่อแรงดันไฟฟ้าเกินในสถานะปิดหากแรงดันไฟฟ้าเกินขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าของแหล่งเดรน อุปกรณ์จะอยู่ในสถานะหิมะถล่ม
EAS: พลังงานพังทลายของหิมะถล่มแบบพัลส์เดี่ยวนี่คือพารามิเตอร์จำกัด ซึ่งระบุพลังงานสลายหิมะถล่มสูงสุดที่ MOSFET สามารถทนได้
IAR: กระแสหิมะถล่ม
EAR: พลังงานสลายหิมะถล่มซ้ำแล้วซ้ำอีก
5. พารามิเตอร์ไดโอดในวิฟ
IS: กระแสไหลอิสระสูงสุดอย่างต่อเนื่อง (จากแหล่งกำเนิด)
ISM: กระแสหมุนอิสระสูงสุดของพัลส์ (จากแหล่งกำเนิด)
VSD: แรงดันตกไปข้างหน้า
Trr: เวลาฟื้นตัวแบบย้อนกลับ
Qrr: การกู้คืนการชาร์จแบบย้อนกลับ
ตัน: เวลาการนำไปข้างหน้า(โดยพื้นฐานแล้วไม่มีนัยสำคัญ)
เวลาเปิดและปิดของ MOSFET
ในระหว่างขั้นตอนการสมัคร มักจะต้องพิจารณาลักษณะต่อไปนี้:
1. ลักษณะค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงบวกของ V (BR) DSSคุณลักษณะนี้ซึ่งแตกต่างจากอุปกรณ์ไบโพลาร์ ทำให้เชื่อถือได้มากขึ้นเมื่ออุณหภูมิการทำงานปกติเพิ่มขึ้นแต่คุณต้องใส่ใจกับความน่าเชื่อถือของมันในระหว่างการสตาร์ทขณะเย็นที่อุณหภูมิต่ำด้วย
2. ลักษณะค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบของ V(GS)thศักยภาพของเกณฑ์เกตจะลดลงในระดับหนึ่งเมื่ออุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อเพิ่มขึ้นการแผ่รังสีบางส่วนจะลดศักยภาพขีดจำกัดนี้ด้วยซ้ำ ซึ่งอาจต่ำกว่า 0 ก็ได้คุณลักษณะนี้ต้องการให้วิศวกรให้ความสนใจกับการรบกวนและการทริกเกอร์ที่ผิดพลาดของ MOSFET ในสถานการณ์เหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน MOSFET ที่มีศักยภาพเกณฑ์ต่ำเนื่องจากคุณลักษณะนี้ บางครั้งจึงจำเป็นต้องออกแบบศักย์ไฟฟ้านอกของตัวขับเกตให้เป็นค่าลบ (อ้างอิงถึงประเภท N, ประเภท P และอื่นๆ) เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนและการกระตุ้นที่ผิดพลาด
3.ลักษณะค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงบวกของ VDSon/RDSoคุณลักษณะที่ VDSon/RDSon เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่ออุณหภูมิจุดเชื่อมต่อเพิ่มขึ้น ทำให้สามารถใช้ MOSFET แบบขนานได้โดยตรงอุปกรณ์ไบโพลาร์เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามในเรื่องนี้ ดังนั้นการใช้งานแบบขนานจึงค่อนข้างซับซ้อนRDSon จะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อ ID เพิ่มขึ้นคุณลักษณะนี้และคุณลักษณะอุณหภูมิเชิงบวกของจุดเชื่อมต่อและพื้นผิว RDSon ช่วยให้ MOSFET หลีกเลี่ยงการพังทลายขั้นที่สอง เช่น อุปกรณ์ไบโพลาร์อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าผลกระทบของคุณลักษณะนี้ค่อนข้างจำกัดเมื่อใช้งานแบบขนาน แบบพุชพูล หรือแอปพลิเคชันอื่น คุณจะไม่สามารถพึ่งพาการควบคุมตนเองของคุณสมบัตินี้ได้อย่างสมบูรณ์ยังคงจำเป็นต้องมีมาตรการพื้นฐานบางประการคุณลักษณะนี้ยังอธิบายด้วยว่าการสูญเสียการนำไฟฟ้าจะมีมากขึ้นที่อุณหภูมิสูงดังนั้นควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการเลือกพารามิเตอร์เมื่อคำนวณการสูญเสีย
4. คุณลักษณะค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบของ ID ความเข้าใจในพารามิเตอร์ MOSFET และคุณลักษณะหลักของ ID จะลดลงอย่างมากเมื่ออุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อเพิ่มขึ้นคุณลักษณะนี้ทำให้บ่อยครั้งจำเป็นต้องพิจารณาพารามิเตอร์ ID ที่อุณหภูมิสูงในระหว่างการออกแบบ
5. คุณลักษณะค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบของความสามารถในการถล่ม IER/EASหลังจากที่อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อเพิ่มขึ้น แม้ว่า MOSFET จะมี V(BR)DSS ที่ใหญ่กว่า แต่ก็ควรสังเกตว่า EAS จะลดลงอย่างมากกล่าวคือความสามารถในการทนต่อหิมะถล่มภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงนั้นอ่อนแอกว่าที่อุณหภูมิปกติมาก
6. ความสามารถในการนำและประสิทธิภาพการกู้คืนแบบย้อนกลับของไดโอดปรสิตใน MOSFET นั้นไม่ได้ดีไปกว่าไดโอดธรรมดาไม่คาดว่าจะถูกนำมาใช้เป็นพาหะกระแสหลักในการออกแบบไดโอดบล็อกมักจะเชื่อมต่อแบบอนุกรมเพื่อทำให้ไดโอดปรสิตในร่างกายเป็นโมฆะ และใช้ไดโอดแบบขนานเพิ่มเติมเพื่อสร้างพาหะไฟฟ้าของวงจรอย่างไรก็ตาม ถือได้ว่าเป็นตัวพาในกรณีของการนำไฟฟ้าระยะสั้นหรือข้อกำหนดกระแสไฟเล็กน้อย เช่น การแก้ไขแบบซิงโครนัส
7. การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของศักยภาพในท่อระบายน้ำอาจทำให้เกิดการปลอมแปลงการขับเคลื่อนเกต ดังนั้นความเป็นไปได้นี้จำเป็นต้องได้รับการพิจารณาในการใช้งาน dVDS/dt ขนาดใหญ่ (วงจรสวิตชิ่งความถี่สูงอย่างรวดเร็ว)
เวลาโพสต์: Dec-13-2023
