一、VDSS最大漏-源電壓:
在柵源短接,漏-源額定電壓(VDSS)是指漏-源未發(fā)生雪崩擊穿前所能施加的最大電壓。根據(jù)溫度的不同,實(shí)際雪崩擊穿電壓可能低于額定VDSS。關(guān)于V(BR)DSS的詳細(xì)描述請參見靜電學(xué)特性。
二、VGS最大柵源電壓:
VGS額定電壓是柵源兩極間可以施加的最大電壓。設(shè)定該額定電壓的主要目的是防止電壓過高導(dǎo)致的柵氧化層損傷。實(shí)際柵氧化層可承受的電壓遠(yuǎn)高于額定電壓,但是會隨制造工藝的不同而改變,因此保持VGS在額定電壓以內(nèi)可以保證應(yīng)用的可靠性。
三、ID-連續(xù)漏電流:
ID定義為芯片在最大額定結(jié)溫TJ(max)下,管表面溫度在25℃或者更高溫度下,可允許的最大連續(xù)直流電流。該參數(shù)為結(jié)與管殼之間額定熱阻RθJC和管殼溫度的函數(shù):
ID中并不包含開關(guān)損耗,并且實(shí)際使用時(shí)保持管表面溫度在25℃(Tcase)也很難。因此,硬開關(guān)應(yīng)用中實(shí)際開關(guān)電流通常小于ID額定值 TC=25℃的一半,通常在1/3~1/4。補(bǔ)充,如果采用熱阻JA的話可以估算出特定溫度下的ID,這個(gè)值更有現(xiàn)實(shí)意義。
四、IDM-脈沖漏極電流:
該參數(shù)反映了器件可以處理的脈沖電流的高低,脈沖電流要遠(yuǎn)高于連續(xù)的直流電流。定義IDM的目的在于:線的歐姆區(qū)。對于一定的柵-源電壓,MOS管導(dǎo)通后,存在最大的漏極電流。如圖所示,對于給定的一個(gè)柵-源電壓,如果工作點(diǎn)位于線性區(qū)域內(nèi),漏極電流的增大會提高漏-源電壓,由此增大導(dǎo)通損耗。長時(shí)間工作在大功率之下,將導(dǎo)致器件失效。因此,在典型柵極驅(qū)動電壓下,需要將額定IDM設(shè)定在區(qū)域之下。區(qū)域的分界點(diǎn)在Vgs和曲線相交點(diǎn)。
因此需要設(shè)定電流密度上限,防止芯片溫度過高而燒毀。這本質(zhì)上是為了防止過高電流流經(jīng)封裝引線,因?yàn)樵谀承┣闆r下,整個(gè)芯片上最“薄弱的連接”不是芯片,而是封裝引線。
考慮到熱效應(yīng)對于IDM的限制,溫度的升高依賴于脈沖寬度,脈沖間的時(shí)間間隔,散熱狀況,RDS(on)以及脈沖電流的波形和幅度。單純滿足脈沖電流不超出IDM上限并不能保證結(jié)溫不超過最大允許值。可以參考熱性能與機(jī)械性能中關(guān)于瞬時(shí)熱阻的討論,來估計(jì)脈沖電流下結(jié)溫的情況。
五、PD-容許溝道總功耗:
容許溝道總功耗標(biāo)定了器件可以消散的最大功耗,可以表示為最大結(jié)溫和管殼溫度為25℃時(shí)熱阻的函數(shù)。
六、TJ,TSTG-工作溫度和存儲環(huán)境溫度的范圍:
這兩個(gè)參數(shù)標(biāo)定了器件工作和存儲環(huán)境所允許的結(jié)溫區(qū)間。設(shè)定這樣的溫度范圍是為了滿足器件最短工作壽命的要求。如果確保器件工作在這個(gè)溫度區(qū)間內(nèi),將極大地延長其工作壽命。
七、EAS-單脈沖雪崩擊穿能量:
如果電壓過沖值(通常由于漏電流和雜散電感造成)未超過擊穿電壓,則器件不會發(fā)生雪崩擊穿,因此也就不需要消散雪崩擊穿的能力。雪崩擊穿能量標(biāo)定了器件可以容忍的瞬時(shí)過沖電壓的安全值,其依賴于雪崩擊穿需要消散的能量。
定義額定雪崩擊穿能量的器件通常也會定義額定EAS。額定雪崩擊穿能量與額定UIS具有相似的意義。EAS標(biāo)定了器件可以安全吸收反向雪崩擊穿能量的高低。
L是電感值,iD為電感上流過的電流峰值,其會突然轉(zhuǎn)換為測量器件的漏極電流。電感上產(chǎn)生的電壓超過MOSFET擊穿電壓后,將導(dǎo)致雪崩擊穿。雪崩擊穿發(fā)生時(shí),即使MOS管處于關(guān)斷狀態(tài),電感上的電流同樣會流過MOSFET器件。電感上所儲存的能量與雜散電感上存儲,由MOSFET消散的能量類似。
MOS管并聯(lián)后,不同器件之間的擊穿電壓很難完全相同。通常情況是:某個(gè)器件率先發(fā)生雪崩擊穿,隨后所有的雪崩擊穿電流(能量)都從該器件流過。
八、EAR-重復(fù)雪崩能量:
重復(fù)雪崩能量已經(jīng)成為“工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”,但是在沒有設(shè)定頻率,其它損耗以及冷卻量的情況下,該參數(shù)沒有任何意義。散熱(冷卻)狀況經(jīng)常制約著重復(fù)雪崩能量。對于雪崩擊穿所產(chǎn)生的能量高低也很難預(yù)測。
額定EAR的真實(shí)意義在于標(biāo)定了器件所能承受的反復(fù)雪崩擊穿能量。該定義的前提條件是:不對頻率做任何限制,從而器件不會過熱,這對于任何可能發(fā)生雪崩擊穿的器件都是現(xiàn)實(shí)的。在驗(yàn)證器件設(shè)計(jì)的過程中,最好可以測量處于工作狀態(tài)的器件或者熱沉的溫度,來觀察MOSFET器件是否存在過熱情況,特別是對于可能發(fā)生雪崩擊穿的器件。
九、IAR-雪崩擊穿電流:
對于某些器件,雪崩擊穿過程中芯片上電流集邊的傾向要求對雪崩電流IAR進(jìn)行限制。這樣,雪崩電流變成雪崩擊穿能量規(guī)格的“精細(xì)闡述”;其揭示了器件真正的能力。
原文標(biāo)題:帶你看懂MOS管的每一個(gè)參數(shù),使你受益匪淺
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