Objašnjenje svakog parametra energetskih MOSFET-ova

VDSS maksimalni napon odvod-izvor

Kada je gejt izvor kratko spojen, nazivni napon drejn-izvor (VDSS) je maksimalni napon koji se može primijeniti na drejn-izvor bez lavinskog sloma. Ovisno o temperaturi, stvarni napon proboja lavine može biti niži od nazivnog VDSS. Za detaljan opis V(BR)DSS, pogledajte Elektrostatik

Za detaljan opis V(BR)DSS, pogledajte Elektrostatičke karakteristike.

VGS maksimalni napon izvora gejta

VGS napon je maksimalni napon koji se može primijeniti između polova izvora gejta. Glavna svrha postavljanja ovog napona je da spriječi oštećenje oksida kapije uzrokovano prekomjernim naponom. Stvarni napon koji oksid gejta može izdržati je mnogo veći od nazivnog napona, ali će varirati u zavisnosti od proizvodnog procesa.

Stvarni oksid gejta može izdržati mnogo veće napone od nazivnog napona, ali to će varirati u zavisnosti od procesa proizvodnje, tako da će održavanje VGS-a unutar nazivnog napona osigurati pouzdanost aplikacije.

ID - Kontinuirana struja curenja

ID se definira kao maksimalna dozvoljena kontinuirana istosmjerna struja pri maksimalnoj nazivnoj temperaturi spoja, TJ(max) i temperaturi površine cijevi od 25°C ili više. Ovaj parametar je funkcija nazivnog toplotnog otpora između spoja i kućišta, RθJC, i temperature kućišta:

Gubici pri prebacivanju nisu uključeni u ID i teško je održavati temperaturu površine cijevi na 25°C (Tcase) za praktičnu upotrebu. Zbog toga je stvarna struja prebacivanja u aplikacijama sa tvrdim prebacivanjem obično manja od polovine ID rejtinga pri TC = 25°C, obično u rasponu od 1/3 do 1/4. komplementarni.

Dodatno, ID na određenoj temperaturi može se procijeniti ako se koristi termički otpor JA, što je realnija vrijednost.

IDM - Impulse Drain Current

Ovaj parametar odražava količinu impulsne struje koju uređaj može podnijeti, a koja je mnogo veća od kontinuirane istosmjerne struje. Svrha definiranja IDM-a je: omsko područje linije. Za određeni napon gejt-izvor,MOSFETprovodi sa maksimalnom prisutnom strujom odvoda

struja. Kao što je prikazano na slici, za dati napon gejt-izvor, ako se radna tačka nalazi u linearnom području, povećanje struje odvoda povećava napon drejn-izvor, što povećava gubitke provodljivosti. Produženi rad pri velikoj snazi ​​dovest će do kvara uređaja. Iz ovog razloga

Stoga, nominalni IDM mora biti postavljen ispod regije na tipičnim naponima pogona gejta. Granična tačka regiona je na preseku Vgs i krive.

Stoga je potrebno postaviti gornju granicu gustine struje kako bi se spriječilo da se čip previše zagrije i izgori. Ovo je u suštini da bi se sprečio prekomerni protok struje kroz kablove paketa, jer u nekim slučajevima "najslabija veza" na celom čipu nije čip, već kablovi paketa.

Uzimajući u obzir ograničenja toplotnih efekata na IDM, povećanje temperature zavisi od širine impulsa, vremenskog intervala između impulsa, disipacije toplote, RDS(on) i talasnog oblika i amplitude impulsne struje. Jednostavno uvjeravanje da pulsna struja ne prelazi granicu IDM ne garantuje da će temperatura spoja

ne prelazi maksimalno dozvoljenu vrijednost. Temperatura spoja pod impulsnom strujom može se procijeniti pozivanjem na raspravu o prolaznom toplotnom otporu u Termičkim i mehaničkim svojstvima.

PD - Ukupna dozvoljena disipacija snage kanala

Ukupna dozvoljena disipacija snage kanala kalibrira maksimalnu disipaciju snage koju uređaj može raspršiti i može se izraziti kao funkcija maksimalne temperature spoja i termičkog otpora pri temperaturi kućišta od 25°C.

TJ, TSTG - Raspon temperature okoline za rad i skladištenje

Ova dva parametra kalibriraju raspon temperature spoja koji dozvoljava radno okruženje uređaja i okruženje za skladištenje. Ovaj temperaturni raspon je podešen da zadovolji minimalni radni vijek uređaja. Osiguranje da uređaj radi u ovom temperaturnom rasponu uvelike će produžiti njegov radni vijek.

EAS-Energija proboja lavine jednog impulsa

 

Ako prekoračenje napona (obično zbog struje curenja i lutajuće induktivnosti) ne premašuje napon proboja, uređaj neće doživjeti lavinski slom i stoga mu nije potrebna mogućnost raspršivanja lavinskog sloma. Energija proboja lavine kalibrira prelazno prekoračenje koje uređaj može tolerirati.

Energija proboja lavine definira sigurnu vrijednost prolaznog prekoračenja napona koju uređaj može tolerirati i ovisi o količini energije koja se treba raspršiti da bi se dogodio slom lavine.

Uređaj koji definira energetsku ocjenu proboja lavine obično također definira i EAS ocjenu, koja je po značenju slična UIS ocjeni, i definira koliko energije povratne lavine slom uređaj može bezbedno apsorbovati.

L je vrijednost induktivnosti, a iD je vršna struja koja teče u induktoru, a koja se naglo pretvara u struju odvoda u mjernom uređaju. Napon generiran na induktoru premašuje napon proboja MOSFET-a i rezultirat će lavinom. Kada dođe do sloma lavine, struja u induktoru će teći kroz MOSFET uređaj iakoMOSFETje isključen. Energija pohranjena u induktoru slična je energiji pohranjenoj u zalutalom induktoru i raspršenoj od strane MOSFET-a.

Kada su MOSFET-ovi povezani paralelno, naponi proboja su jedva identični između uređaja. Ono što se obično dešava je da jedan uređaj prvi doživi lavinski slom i sve naredne struje (energija) lavina teku kroz taj uređaj.

EAR - Energija ponavljajuće lavine

Energija ponavljajuće lavine postala je „industrijski standard“, ali bez podešavanja frekvencije, drugih gubitaka i količine hlađenja, ovaj parametar nema značenje. Stanje disipacije (hlađenja) često upravlja energijom lavine koja se ponavlja. Takođe je teško predvidjeti nivo energije generisane slomom lavine.

Takođe je teško predvidjeti nivo energije generisane slomom lavine.

Pravo značenje EAR ocjene je kalibracija ponovljene energije proboja lavine koju uređaj može izdržati. Ova definicija pretpostavlja da ne postoji ograničenje frekvencije kako se uređaj ne bi pregrijao, što je realno za svaki uređaj kod kojeg može doći do lavina.

Dobra je ideja izmjeriti temperaturu uređaja u radu ili hladnjaka kako biste vidjeli da li se MOSFET uređaj pregrijava tokom provjere dizajna uređaja, posebno za uređaje kod kojih je vjerovatno da će doći do lavina.

IAR - struja proboja lavine

Za neke uređaje, tendencija trenutno postavljene ivice na čipu tokom lavinskog sloma zahteva da IAR struje lavine bude ograničen. Na ovaj način, struja lavine postaje "sitni otisak" specifikacije energije proboja lavine; otkriva prave mogućnosti uređaja.

Dio II Statičke električne karakteristike

V(BR)DSS: Napon kvara odvod-izvor (napon destrukcije)

V(BR)DSS (ponekad zvan VBDSS) je napon drejn-izvor pri kojem struja koja teče kroz drejn dostiže određenu vrijednost na određenoj temperaturi i sa kratko spojenim izvorom gejta. Napon drejn-izvor u ovom slučaju je lavinski probojni napon.

V(BR)DSS je pozitivan temperaturni koeficijent, a na niskim temperaturama V(BR)DSS je manji od maksimalne ocjene napona drejn-izvor na 25°C. Na -50°C, V(BR)DSS je manji od maksimalne ocjene napona drejn-izvor na -50°C. Na -50°C, V(BR)DSS je približno 90% od maksimalnog nazivnog napona drejn-izvor na 25°C.

VGS(th), VGS(off): granični napon

VGS(th) je napon pri kojem dodani napon izvora gejta može uzrokovati da drejn počne imati struju ili da struja nestane kada je MOSFET isključen, te uslovi za testiranje (struja odvoda, napon izvora drena, spoj temperatura) su takođe specificirani. Normalno, svi MOS uređaji kapije imaju različite

granični naponi će biti različiti. Stoga je specificiran raspon varijacije VGS(th). VGS(th) je negativni temperaturni koeficijent, kada temperatura raste,MOSFETće se uključiti na relativno niskom naponu izvora gejta.

RDS(on): Otpor na uključenje

RDS(on) je otpor drejn-izvor mjeren pri specifičnoj struji odvoda (obično pola ID struje), naponu gejta-izvora i 25°C. RDS(on) je otpor drejn-izvor mjeren pri specifičnoj struji odvoda (obično pola ID struje), naponu gejta-izvora i 25°C.

IDSS: struja odvoda napona nulte kapije

IDSS je struja curenja između drena i izvora pri određenom naponu drejn-izvor kada je napon gejt-izvor nula. Budući da struja curenja raste sa temperaturom, IDSS je specificiran i za sobne i za visoke temperature. Rasipanje snage zbog struje curenja može se izračunati množenjem IDSS-a sa naponom između odvodnih izvora, koji je obično zanemarljiv.

IGSS - Struja curenja izvora izvora kapije

IGSS je struja curenja koja teče kroz gejt pri određenom naponu izvora gejta.

Dio III Dinamičke električne karakteristike

Ciss : Ulazni kapacitet

Kapacitivnost između gejta i izvora, merena AC signalom kratkim spojem drena na izvor, je ulazni kapacitet; Ciss se formira paralelnim povezivanjem kapacitivnosti odvoda gejta, Cgd, i kapacitivnosti izvora gejta, Cgs, ili Ciss = Cgs + Cgd. Uređaj se uključuje kada se ulazni kapacitet napuni do graničnog napona, a isključuje se kada se isprazni do određene vrijednosti. Stoga, upravljački sklop i Ciss imaju direktan utjecaj na kašnjenje uključivanja i isključivanja uređaja.

Coss : Izlazna kapacitivnost

Izlazna kapacitivnost je kapacitivnost između drena i izvora mjerena AC signalom kada je izvor gejta kratko spojen, Coss se formira paralelom kapacitivnosti drena-izvora Cds i kapacitivnosti gejta-drena Cgd, ili Coss = Cds + Cgd. Za aplikacije mekog preklapanja, Coss je vrlo važan jer može uzrokovati rezonanciju u kolu.

Crss : Reverzni prijenosni kapacitet

Kapacitivnost mjerena između drena i kapije sa uzemljenim izvorom je reverzni prijenosni kapacitet. Kapacitivnost obrnutog prijenosa je ekvivalentna kapacitivnosti odvoda gejta, Cres = Cgd, i često se naziva Millerov kapacitet, koji je jedan od najvažnijih parametara za vrijeme uspona i pada prekidača.

To je važan parametar za vrijeme uspona i pada uključivanja, a također utiče na vrijeme kašnjenja isključivanja. Kapacitivnost se smanjuje kako se napon odvoda povećava, posebno izlazni kapacitet i kapacitet povratnog prijenosa.

Qgs, Qgd i Qg: Gate Charge

Vrijednost naboja gejta odražava naboj pohranjen na kondenzatoru između terminala. Budući da se punjenje na kondenzatoru mijenja s naponom u trenutku prebacivanja, efekat naboja gejta se često uzima u obzir pri dizajniranju upravljačkih kola gejta.

Qgs je naelektrisanje od 0 do prve tačke pregiba, Qgd je deo od prve do druge tačke infleksije (takođe nazvan "Millerov" naboj), a Qg je deo od 0 do tačke gde je VGS jednak određenom pogonu napon.

Promjene struje curenja i napona izvora curenja imaju relativno mali utjecaj na vrijednost napunjenosti gejta, a punjenje gejta se ne mijenja s temperaturom. Uslovi ispitivanja su specificirani. Grafikon punjenja gejta prikazan je u tehničkom listu, uključujući odgovarajuće krive varijacije punjenja gejta za fiksnu struju curenja i promenljivi napon izvora curenja.

Odgovarajuće krivulje varijacije punjenja gejta za fiksnu struju odvoda i promjenjivi napon izvora drena uključene su u listove podataka. Na grafikonu, napon platoa VGS(pl) raste manje sa povećanjem struje (i opada sa smanjenjem struje). Plato napon je također proporcionalan naponu praga, tako da će drugačiji napon praga proizvesti drugačiji napon platoa.

napon.

Sljedeći dijagram je detaljniji i primijenjen:

td(on) : vrijeme kašnjenja na vrijeme

Vrijeme kašnjenja uključivanja je vrijeme od kada napon izvora gejta poraste na 10% napona pogona gejta do trenutka kada struja curenja poraste na 10% specificirane struje.

td(off) : Vrijeme kašnjenja isključenja

Vrijeme kašnjenja isključivanja je vrijeme proteklo od kada izvorni napon gejta padne na 90% napona pogona gejta do trenutka kada struja curenja padne na 90% specificirane struje. Ovo pokazuje kašnjenje prije nego što se struja prenese na opterećenje.

tr : Vrijeme porasta

Vrijeme porasta je vrijeme potrebno da struja odvoda poraste sa 10% na 90%.

tf : Vrijeme pada

Vrijeme pada je vrijeme potrebno da struja odvoda padne sa 90% na 10%.