MOSFET參數(shù)理解及其主要特性

極限參數(shù)：ID：最大漏源電流。是指場(chǎng)效應(yīng)管正常工作時(shí)，漏源間所允許通過的最大電流。場(chǎng)效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超過ID。此參數(shù)會(huì)隨結(jié)溫度的上升而有所減額。IDM：最大脈沖漏源電流。此參數(shù)會(huì)隨結(jié)溫度的上升而有所減額。PD：最大耗散功率。是指場(chǎng)效應(yīng)管性能不變壞時(shí)所允許的最大漏源耗散功率。使用時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)際功耗應(yīng)小于PDSM并留有一定余量。此參數(shù)一般會(huì)隨結(jié)溫度的上升而有所減額。VGS：最大柵源電壓。Tj:最大工作結(jié)溫。通常為150口或仃5□，器件設(shè)計(jì)的工作條件下須確應(yīng)避免超過這個(gè)溫度，并留有一定裕量。TSTG：存儲(chǔ)溫度范圍。靜態(tài)參數(shù)V(BR)DSS：漏源擊穿電壓。是指柵源電壓VGS為0時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管正常工作所能承受的最大漏源電壓。這是一項(xiàng)極限參數(shù)，加在場(chǎng)效應(yīng)管上的工作電壓必須小于V(BR)DSS。它具有正溫度特性。故應(yīng)以此參數(shù)在低溫條件下的值作為安全考慮?！鮒(BR)DSS/□Tj：漏源擊穿電壓的溫度系數(shù)，一般為0.1V/□。RDS(on)：在特定的VGS(一般為10V)、結(jié)溫及漏極

電流的條件下，MOSFET電流的條件下，MOSFET導(dǎo)通時(shí)源間的最大漏阻抗。它是一個(gè)非常重要的參數(shù)，決定了MOSFET導(dǎo)通時(shí)的消耗功率。此參數(shù)一般會(huì)隨結(jié)溫度的上升而有所增大。故應(yīng)以此參數(shù)在最高工作結(jié)溫條件下的值作為損耗及壓降計(jì)算。VGS(th)：開啟電壓(閥值電壓)。當(dāng)外加?xùn)艠O控制電壓VGS超過VGS(th)時(shí)，漏區(qū)和源區(qū)的表面反型層形成了連接的溝道。應(yīng)用中，常將漏極短接條件下ID等于1毫安時(shí)的柵極電壓稱為開啟電壓。此參數(shù)一般會(huì)隨結(jié)溫度的上升而有所降低。IDSS：飽和漏源電流，柵極電壓VGS=0、VDS為一定值時(shí)的漏源電流。一般在微安級(jí)。IGSS：柵源驅(qū)動(dòng)電流或反向電流。由于MOSFET輸入阻抗很大，IGSS一般在納安級(jí)。動(dòng)態(tài)參數(shù)gfs：跨導(dǎo)。是指漏極輸出電流的變化量與柵源電壓變化量之比，是柵源電壓對(duì)漏極電流控制能力大小的量度。gfs與VGS的轉(zhuǎn)移關(guān)系注意看圖表。Qg：柵極總充電電量。MOSFET是電壓型驅(qū)動(dòng)器件，驅(qū)動(dòng)的過程就是柵極電壓的建立過程，這是通過對(duì)柵源及柵漏之間的電容充電來實(shí)現(xiàn)的，下面將有此方面的詳細(xì)論述。Qgs：柵源充電電量。Qgd：柵漏充電(考慮到Miller效應(yīng))電量。Td(on)：導(dǎo)通延遲時(shí)間。從有輸入電壓上升到10%開始到VDS下降到其幅值90%的時(shí)間（參考圖4）。Tr：上升時(shí)間。輸出電壓VDS從90%下降到其幅值10%的時(shí)間。Td（off）：關(guān)斷延遲時(shí)間。輸入電壓下降到90%開始到VDS上升到其關(guān)斷電壓時(shí)10%的時(shí)間。Tf：下降時(shí)間。輸出電壓VDS從10%上升到其幅值90%的時(shí)間（參考圖4）。Ciss：輸入電容，Ciss=CGD+CGS（CDS短路）。Coss：輸出電容。Coss=CDS+CGD。Crss：反向傳輸電容。Crss=CGD。圖2MOSFET的極間電容MOSFET之感生電容被大多數(shù)制造廠商分成輸入電容，輸出電容以及反饋電容。所引述的值是在漏源電壓為某固定值的情況下。此些電容隨漏源電壓的變化而變化（見下圖的一典型關(guān)系曲線）。電容數(shù)值的作用是有限的。輸入電容值只給出一個(gè)大概的驅(qū)動(dòng)電路所需的充電說明。而柵極充電信息更為有用。它表明為達(dá)到一個(gè)特定的柵源電壓柵極所必須充的電量。圖結(jié)電容與漏源電壓之關(guān)系曲線雪崩擊穿特性參數(shù)這些參數(shù)是MOSFET在關(guān)斷狀態(tài)能承受過壓能力的指標(biāo)。如果電壓超過漏源極限電壓將導(dǎo)致器件處在雪崩狀態(tài)。EAS：?jiǎn)未蚊}沖雪崩擊穿能量。這是個(gè)極限參數(shù)，說明MOSFET所能承受的最大雪崩擊穿能量。IAR：雪崩電流。EAR：重復(fù)雪崩擊穿能量。熱阻：結(jié)點(diǎn)到外殼的熱阻。它表明當(dāng)耗散一個(gè)給定的功率時(shí)結(jié)溫與外殼溫度之間的差值大小。公式表達(dá)口t=PD*。：外殼到散熱器的熱阻，意義同上。：結(jié)點(diǎn)到周圍環(huán)境的熱阻，意義同上。體內(nèi)二極管參數(shù)IS：連續(xù)最大續(xù)流電流（從源極）。ISM：脈沖最大續(xù)流電流（從源極）。VSD：正向?qū)▔航?。Trr：反向恢復(fù)時(shí)間。Qrr：反向恢復(fù)充電電量。Ton：正向?qū)〞r(shí)間。（基本可以忽略不計(jì)）。二、在應(yīng)用過程中，以下幾個(gè)特性是經(jīng)常需要考慮的：1、V（BR）DSS的正溫度系數(shù)特性。這一有異于雙極型器件的特性使得其在正常工作溫度升高后變得更可靠。但也需要留意其在低溫冷啟機(jī)時(shí)的可靠性。2、V（GS）th的負(fù)溫度系數(shù)特性。柵極門檻電位隨著結(jié)溫的升高會(huì)有一定的減小。一些輻射也會(huì)使得此門檻電位減小，甚至可能低于0電位。這一特性需要工程師注意MOSFET在此些情況下的干擾誤觸發(fā)，尤其是低門檻電位的MOSFET應(yīng)用。因這一特性，有時(shí)需要將柵極驅(qū)動(dòng)的關(guān)閉電位設(shè)計(jì)成負(fù)值（指N型，P型類推）以避免干擾誤觸發(fā)。3、VDSon/RDSon的正溫度系數(shù)特性。VDSon/RDSon隨著結(jié)溫的升高而略有增大的特性使得MOSFET的直接并聯(lián)使用變得可能。雙極型器件在此方面恰好相反，故其并聯(lián)使用變得相當(dāng)復(fù)雜化。RDSon也會(huì)隨著ID的增大而略有增大，這一特性以及結(jié)和面RDSon正溫度特性使得MOSFET避免了象雙極型器件那樣的二次擊穿。但要注意此特性效果相當(dāng)有限，在并聯(lián)使用、推挽使用或其它應(yīng)用時(shí)不可完全依賴此特性的自我調(diào)節(jié)，仍需要一些根本措施。這一特性也說明了導(dǎo)通損耗會(huì)在高溫時(shí)變得更大。故在損耗計(jì)算時(shí)應(yīng)特別留意參數(shù)的選擇。4、 ID的負(fù)溫度系數(shù)特性?MOSFET參數(shù)理解及其主要特性ID會(huì)隨著結(jié)溫度升高而有相當(dāng)大的減額。這一特性使得在設(shè)計(jì)時(shí)往往需要考慮的是其在高溫時(shí)的ID參數(shù)。5、 雪崩能力IER/EAS的負(fù)溫度系數(shù)特性。結(jié)溫度升高后，雖然會(huì)使得MOSFET具有更大的V（BR）DSS，但是要注意EAS會(huì)有相當(dāng)大的減額。也就是說高溫條件下其承受雪崩的能力相對(duì)于常溫而言要弱很多。6、 MOSFET的體內(nèi)寄生二極管導(dǎo)通能力及反向恢復(fù)表現(xiàn)并不比普通二極管好。在設(shè)計(jì)中并不期望利用其作為回路主要的電流載體。往往會(huì)串接阻攔二極管使體內(nèi)寄生二極管無效，并通過額外并聯(lián)二極管構(gòu)成回路電流載體。但在同步整流等短時(shí)間導(dǎo)通或一些小電流要求的情況下是可以考慮將其作為載體的。7、 漏極電位的快速上升有可能會(huì)發(fā)生柵極驅(qū)動(dòng)的假觸發(fā)現(xiàn)象(spurious-trigger)。故在很大的dVDS/dt應(yīng)用場(chǎng)合(高頻快速開關(guān)電路)需要考慮這方面的可能性。代脈沖電路中大量使用晶體管或二極管作為開關(guān),或者使用主要是由它們構(gòu)成的邏輯集成電路。而作為開關(guān)應(yīng)用的二極管主要是利用了它的通(電阻很小)、斷(電阻很大)特性,即二極管對(duì)正向及反向電流表現(xiàn)出的開關(guān)作用。二極管和一般開關(guān)的不同在于,"開"與"關(guān)"由所加電壓的極性決定,而且"開"態(tài)有微小的壓降Vf,"關(guān)"態(tài)有微小的電流10。當(dāng)電壓由正向變?yōu)榉聪驎r(shí)，電流并不立刻成為(T0),而是在一段時(shí)間ts內(nèi)，反向電流始終很大,二極管并不關(guān)斷。經(jīng)過ts后，反向電流才逐漸變小，再經(jīng)過tf時(shí)間，二極管的電流才成為(T0),如圖1示。ts稱為儲(chǔ)存時(shí)間,tf稱為下降時(shí)間。tr=ts+tf稱為反向恢復(fù)時(shí)間，以上過程稱為反向恢復(fù)過程二極管，電子元件當(dāng)中，一種具有兩個(gè)電極的裝置，只允許電流由單一方向流過，許多的使用是應(yīng)用其整流的功能。而變?nèi)荻O管(VaricapDiode)則用來當(dāng)作電子式的可調(diào)電容器。大部分二極管所具備的電流方向性我們通常稱之為“整流(Rectifying)”功能。二極管最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過(稱為順向偏壓)，反向時(shí)阻斷(稱為逆向偏壓)MOS管一般又叫場(chǎng)效應(yīng)管，與二極管和三極管不同，二極管只能通過正向電流，反向截止，不能控制，三極管通俗