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
VGS:DS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TJ≤150℃
Tstg:MOSFET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IAS,IAR
2) 雪崩能量EAS,EAR
EAS:单次雪崩能量,一次性雪崩期间所能承受的能量,以TJ≤150℃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TJ≤150℃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倍
电流:应高于实际最大电流的1.2倍
功耗:应高于实际最大功耗的1.5倍
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=VGS,ID=250uA条件下的VGS值;MOSFET的VGS(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;MOSFET的RDS(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VGS和ID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。