2022年2022年功率Mosfet参数介绍 .pdf

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1、功率 Mosfet 参数介绍第一部分最大额定参数最大额定参数，所有数值取得条件(Ta=25) VDSS 最大漏 -源电压在栅源短接， 漏-源额定电压 (VDSS) 是指漏 -源未发生雪崩击穿前所能施加的最大电压。根据温度的不同，实际雪崩击穿电压可能低于额定VDSS 。关于 V(BR)DSS 的详细描述请参见静电学特性. VGS 最大栅源电压VGS额定电压是栅源两极间可以施加的最大电压。设定该额定电压的主要目的是防止电压过高导致的栅氧化层损伤。实际栅氧化层可承受的电压远高于额定电压，但是会随制造工艺的不同而改变，因此保持VGS在额定电压以内可以保证应用的可靠性。ID - 连续漏电流ID 定义为芯

2、片在最大额定结温TJ(max)下，管表面温度在25或者更高温度下，可允许的最大连续直流电流。该参数为结与管壳之间额定热阻R JC 和管壳温度的函数：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - ID 中并不包含开关损耗，并且实际使用时保持管表面温度在25（ Tcase ）也很难。因此，硬开关应用中实际开关电流通常小于ID 额定值 TC = 25 的一半，通常在1/3 1/4 。补充，如果采用热阻JA的话可以估算出特定温度下的

3、ID，这个值更有现实意义。IDM -脉冲漏极电流该参数反映了器件可以处理的脉冲电流的高低，脉冲电流要远高于连续的直流电流。定义 IDM 的目的在于： 线的欧姆区。对于一定的栅-源电压， MOSFET导通后，存在最大的漏极电流。如图所示，对于给定的一个栅-源电压，如果工作点位于线性区域内，漏极电流的增大会提高漏-源电压， 由此增大导通损耗。长时间工作在大功率之下，将导致器件失效。因此，在典型栅极驱动电压下，需要将额定IDM 设定在区域之下。区域的分界点在Vgs和曲线相交点。因此需要设定电流密度上限，防止芯片温度过高而烧毁。这本质上是为了防止过高电流流经封装引线，因为在某些情况下，整个芯片上最“

4、薄弱的连接 ” 不是芯片，而是封装引线。考虑到热效应对于IDM 的限制，温度的升高依赖于脉冲宽度，脉冲间的时间间隔，散热状况，RDS(on) 以及脉冲电流的波形和幅度。单纯满足脉冲电流不超出IDM 上限并不能保证结温不超过最大允许值。可以参考热性能与机械性能中关于瞬时热阻的讨论，来估计脉冲电流下结温的情况。PD -容许沟道总功耗容许沟道总功耗标定了器件可以消散的最大功耗，可以表示为最大结温和管壳温度为25时热阻的函数。TJ, TSTG- 工作温度和存储环境温度的 范围名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理

5、- - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 这两个参数标定了器件工作和存储环境 所允许的结温区间。设定这 样的温度 范围是为了满足器件最短工作寿命的要求 。如果 确保器件工作在这个温度区间内，将极大地延 长其工作 寿命。EAS-单脉冲雪崩击穿能量如果电压过冲值(通常由于漏电流和杂散电 感 造成)未超过击穿电压，则器件不会发生雪崩击穿，因此也就不需要消散雪崩击穿的能力。雪崩击穿能 量 标定了器件可以容忍的瞬时过冲电压的安全 值，其依赖于雪崩击穿需要消散的能量 。定义额定雪崩击穿能量的器件通常也会定义额定EAS 。额定雪崩击穿能量与额定UIS 具有相似的

6、意义。 EAS标定了器件可以 安全吸收 反向雪崩击穿能 量的高低。L 是电 感值， iD 为电 感上流过的电流 峰值， 其会 突然转换 为测量 器件的漏极电流。电感上产生的电压超过MOSFET击穿电压后，将导致雪崩击穿。雪崩击穿发生时，即使 MOSFET处于关 断状态，电感上的电流同 样会流过 MOSFET器件。电 感上所储存的能量与杂散电 感上存储，由MOSFET消散的能 量类似 。MOSFET 并联后，不同器件之间的击穿电压很难完全 相同。通常情况是：某个器件率先发生雪崩击穿，随后所有的雪崩击穿电流(能量)都从 该器件流过。EAR - 重复雪崩能量重复 雪崩能 量已 经 成为“ 工业标准”

7、 ，但是在 没有设定 频率， 其它 损耗以及 冷却量 的情况下，该参数没有任何意义。散热 (冷却 )状况经常制 约着重复 雪崩能 量 。对于雪崩击穿所产生的能 量高低也很难 预测 。额定 EAR的 真实意义在于标定了器件所能承受的反复雪崩击穿能 量。该定义的前提条件是：不对频率做任何 限制，从而器件不会过热，这对于任何 可能发生雪崩击穿的器件都是现实的。在 验证器件设计的过程中，最 好可以测量 处于工作状 态的器件或者热沉的温度，来观察 MOSFET器件是 否 存在过热情况， 特别是对于可能发生雪崩击穿的器件。IAR - 雪崩击穿电流对于某些器件，雪崩击穿过程中芯片上电流集边 的 倾向 要求对

8、雪崩电流IAR进行 限制。这 样，雪崩电流变 成雪崩击穿能 量规格 的“ 精细阐述” ；其揭 示了器件 真正 的能 力。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 第二部分静态电特性V(BR)DSS ：漏-源击穿电压 (破坏电压 )V(BR)DSS （有时 候叫做 BVDSS ） 是指在特定的温度和栅源短接情况下，流过漏极电流 达到一个特定值时的漏源电压。这 种情况下的漏源电压为雪崩击穿电压。V(BR)DSS是正温度 系数，

9、温度低时V(BR)DSS 小于 25时的漏源电压的最大额定值。在-50, V(BR)DSS大约是 25时最大漏源额定电压的90%。VGS(th)，VGS(off)：阈值电压VGS(th)是指加的栅源电压能使漏极开始有电流，或关 断 MOSFET时电流消失时的电压，测试 的条件（漏极电流，漏源电压，结温）也是有规格 的。 正 常情况下，所有的MOS 栅极器件的 阈值电压 都会有所不同。因此，VGS(th)的变化 范围 是规定好的。 VGS(th)是负 温度 系数， 当温度上升时， MOSFET将会在 比较低的栅源电压下开启。RDS(on)：导通电阻RDS(on)是指在特定的漏电流（通常为ID 电

10、流的一半）、栅源电压和25的情况下 测得的漏 -源电阻。IDSS ：零栅压漏极电流IDSS 是指在 当 栅源电压为 零时，在特定的漏源电压下的漏源之间泄漏电流。 既然泄 漏电流随 着温度的增加而增大，IDSS在室温和高温下 都有规定。漏电流造 成的功耗可以用IDSS乘以漏源之间的电压计算，通常这 部分功耗可以 忽略不计。IGSS 栅源漏电流IGSS是指在特定的栅源电压情况下流过栅极的漏电流。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - -

11、 - - 第三部分动态电特性Ciss ：输入电容将漏源短接，用交流信号测 得的栅极和源极之间的电容就是输入 电容。 Ciss是由栅漏电容Cgd和栅源电容Cgs并联而成，或者 Ciss = Cgs +Cgd。当输入 电容充电致 阈值电压时器件 才能开 启，放电致一定值时器件才可以关 断。因此驱动电 路和 Ciss对器件的开 启和关 断延 时有 着直接的 影响 。Coss ：输出电容将栅源短接，用交流信号测 得的漏极和源极之间的电容就是输出电容。 Coss是由漏源电容Cds和栅漏电容Cgd并联而成，或者 Coss = Cds +Cgd 对于 软 开关的应用， Coss非常重要，因为 它可能引 起电

12、路的谐振Crss ：反向传输电容在源极接 地的情况下， 测得的漏极和栅极之间的电容为反向传输 电容。反 向传输 电容等同于栅漏电容。Cres =Cgd，反 向传输 电容也常 叫做米勒 电容，对于开关的上升和下降时间来 说是其中一个 重要的参数， 他还影响 这关 断延时时间。电容随 着漏源电压的增加而减 小， 尤其 是输 出电容和反 向传输 电容。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - Qgs, Qgd, 和 Qg ：栅电

13、荷栅电 荷值反应存储在 端子 间电容上的电荷，既然 开关的瞬间，电容上的电荷随电压的变化而变化，所以设计栅驱动电路时经常要考虑栅电荷的影响 。Qgs 从 0 电荷开始到第一个拐点处， Qgd 是从第 一个 拐点到 第二 个拐点之间 部分（也 叫做“ 米勒 ” 电荷） ， Qg 是从 0点到 vGS等于一个特定的驱动电压的部分。漏电流和漏源电压的变化对栅电荷 值影响比较 小，而且栅电 荷不随温度的变化。测试 条件是 规定好的。栅电 荷的曲线图 体现在数据表中，包括固 定漏电流和变化漏源电压情况下所对应的栅电荷变化曲线。在图中平台 电压VGS(pl)随着电流的增大增加的比较 小（随 着电流的 降

14、低也会 降低） 。平台电压也 正比 于阈值电压，所以不同的阈值电压将会产生不同的 平台 电压。下面这个图更加详细，应用一下：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - td(on) ：导通延时时间导通 延时时间是 从当 栅源电压上升到10%栅驱动电压时到漏电流升到规定电流的10%时所经 历的时间。td(off) ：关断关断延时时间延时时间关 断延 时时间是 从当 栅源电压下 降 到 90%栅驱动电压时到漏电流降至规 定电流的 90%时所经 历的时间。这 显示电流传输 到负载 之前所经 历的延迟 。tr ：上升时间上升时间是漏极电流从 10%上升到 90%所经 历的时间。tf ：下降时间下降时间是漏极电流从 90%下降到 10%所经 历的时间。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -