POWER MOSFET 参数特性简介演示幻灯片

、功率-MOSFET参数特性的概要FORDATASHEET，关于MOSFET、mostifetionintroductiondcparamerparameterpowerrelateddatashetexample， MOSfetINTRODUCTION功率MOSfet也被称为mos (双载波差分功率MOSFET )，并且该元件在发展之前仅仅是高速、中等功率元件或双载波功率晶体管(POWERBJT )，在达到较大电流的响应之下BJT能够达到相当高的电流和耐压额定值，但比较高的基极驱动电流使周边的线路设计变得困难，进而容易引起二次崩溃，由于负的崩溃温度系数，使该元件平行化变得困难。 基于这些缺点，功率mos在70年代发展后取代了BJT。 功率mos不仅没有BJT的缺点，TURN-OFF也没有少数载波的存在，操作速度快，安全的操作范围广，因此各种优点将功率mos作为许多应用上的主要要素。MOSFETINTRODUCTION、UNITCELLSEM、TOP-VIEW、wire bond dcparametererbvdss (VDS ) leakage (IDSS ) bvg ss (vgs ) leakage (igss ) on-resistance (rd SOS ) threshold voltage (vgs (th ) ) forwardtransconductance (GFS ) diodeforwardvoltage (vfsd )、MOSFET的参数特性- DC参数、BVDSS:这是Drain侧MOSFET 主要受内置反向二极管的耐压限制，其测试条件为VGS=0V，ID=250uA .该特性与温度成比例. IDSS:所谓漏电流通常较小，但为了确保耐压，在晶片周围的设计中，可能存在一些漏电流成分，其最大为基准值的10倍该特性与温度成比例，DC参数- bvd ss/IDSS、BVGSS:是能够承受栅极侧-源极侧绝缘层的电压值，主要限制栅极氧化层的耐压，其测试条件为VDS=0V、ISGS=800nA。 这个特性与温度无关。 IGSS:是存在于栅极周围的氧化膜的漏极电流，该值越小越好，标准值约为10nA。 施加的电压超过氧化膜的耐压能力时，元件经常被破坏。DC参数- bvg ss/igss、DC参数- rd son rd son :导通电阻值(ON-RESISTANCE )低压功率MOSfet最受关注的参数rds(on )=rsourcesourcerrserrcharchingurationationrjfetdrift (epi ) rsubstratte低压功率mosfet导通电阻由不同区域的电阻构成，其大部分存在于RCHANNEL、rjfet及REPI中，且为高压为了降低导通电阻值，Mosfet晶片技术趋向于高集成度，在工艺的进展中，TRENCHDMOS为高集成密度，逐渐取代PLANARDMOS而成为Mosfet工艺技术的主流。 该特性与温度成比例，VTH:开始导通功率mos的输入电压称为THRESHOLDVOLTAGE。 在电压为VGS(TH )以下的情况下，功率mos为off状态，因此，VGS(TH )也可以看作是抗干扰性的参数。 VGS(TH )越高，表示抗干扰性越强，但这种使元件完全导通所需的电压也越大，需要适当调整，一般约为24V，与BJT导通电压VBE=0.6V相比，抗干扰性相当好。 该特性与温度成反比，DC参数vth、DC参数GFS/VDS、GFS:表示作为输入与输出关系的门电压变化、DRAIN电流变化值， 单位是s .汇流电流越大GFS也越大. GFS值越高越好. VFSD:这是二极管流过正向电流时的电压降. crssgatechargeeqg/qgs/qgdturn-on/ofdelaytimetd (on )/TD (off ) rise/falltimetr/TF、MOSFET参数特性- AC参数、AC参数- ciss、COSS、crss 特别是CGD是耗尽层电容。 其导通时的最大值是VDS=0V时。 COSS:这是汇-源间的容量，也可以说是内置二极管的反向偏置时的容量。 另外，ciss=cgscgdscoss=DC cgs/cgdc RSS=cgd，这是宿栅极之间的电容，其对高频切换操作影响最大。 为了提高元件的高频特性，CGD越低越好。另外，AC参数- (td(on/off ) t (rise/fall ) )、导通时间TON:导通延迟时间TD (on )与上升时间TR之和。 从栅极电压上升到10%到VDS在ON时下降到90%的时间称为TD(ON )，VDS达到10%的时间称为TR。 该导通时间与栅极电压及信号源的阻抗有很大关系，几乎为TONRG/VGS的关系。 切断时间TOFF:这是切断时间TD(OFF )和下降时间TF之和。 从栅极电压降低到90%到VDS变为OFF上升到10%的值的时间。 被称为TD(OFF )，到VDS再上升90%为止的时间被称为TF。 如同导通时间一样，关断时间TOFF与信号源阻抗或栅极电压有很大关系。 几乎可以用TOFFRG/VGS表示。 AC参数qg、QGS、QGD、功率mos的开关操作过程可称为电荷输送现象。 由于栅极完全被绝缘膜复盖，因此其输入阻抗几乎无限大，完全看到输入电容的充电/放电动作来决定开关动作的状态。 在功率mos被导通之前，存在三个状态：在栅极电压被导通之前/在栅极电压被导通之前/在栅极电压被完全导通之后，输入电容器基本上等于栅极电容器CGS。 栅极正下方的汲极区域的耗尽区域扩大，栅极-汲极间的静电电容与电极间距离有关。 在导通的初始状态下，由于具有Miller效果，因此输入电容的变化很复杂。 漏电流越大，Av也越大，Miller效应越明显。 随着漏极电流的增大，负载电阻的电压降也增大，施加在功率mos上的电压降低。 另外，如果开始导通VgsGatetoSourceVoltage(V )、AC参数- qg、QGS、QGD、则施加电压VDS变化，耗尽层的厚度d也变化。 此外，如果完全导通：那么可以将输入电容看作CGD与CGS之和。 MOSFET的参数特性power related，powerreletdepowerisapportioncrentingmumcurrenttreatihgavalanche， power related-powerdissapation PD :具备元件所能承受的电力，为： PD (max )=(TJ-TC )/rjcpd (max )=(150-25)/2.1/w=60wptj=元件接合温度. TC=壳体温度. RJC=从晶片到壳体热阻ID:是元件能够提供的最大连续电流. ID运算式： id= PD/rd son (max ) id= 60 w/5 *2. 5=2a * PD= TJ=150* rd son (rd son ) 对于rdson(max )，power related-current rating IDM :是根据RDSON-温度曲线和热阻曲线的计算得出的，用于组件可接受的瞬时最大电流. IDM算法：idm的该值表示单脉冲300 us R(T )约为0.15.2.rJC (t )=rJC * r (t )=2. 1/w *0. 15=0. 315/w3. PDM=(TJ-TC )/rJC (t )=(150- 25)/0.315/w=396/w.4.IDM= PDM/rd son (max ) = maximalcurrenting， EASAVALANCHEENERGY计算公式为： eas=1/2* l * I v (br ) DSS/(v (br ) DSS-vdd ) =1/2* 60mh *2a * 600/(60