Эрчим хүчний MOSFET-ийн параметр бүрийн тайлбар

VDSS хамгийн их ус зайлуулах эх үүсвэрийн хүчдэл

Хаалганы эх үүсвэрийг богиносгосон үед ус зайлуулах эх үүсвэрийн хүчдэлийн үнэлгээ (VDSS) нь нуранги эвдрэлгүйгээр ус зайлуулах эх үүсвэрт хэрэглэж болох хамгийн их хүчдэл юм. Температураас хамааран нуранги нуралтын бодит хүчдэл нь нэрлэсэн VDSS-ээс бага байж болно. V(BR)DSS-ийн дэлгэрэнгүй тайлбарыг Электростатик хэсгээс үзнэ үү

V(BR)DSS-ийн дэлгэрэнгүй тайлбарыг Электростатик шинж чанаруудаас үзнэ үү.

VGS Хаалганы эх үүсвэрийн хамгийн их хүчдэл

VGS хүчдэлийн үнэлгээ нь хаалганы эх үүсвэрийн туйлуудын хооронд хэрэглэж болох хамгийн их хүчдэл юм. Энэхүү хүчдэлийн зэрэглэлийг тохируулах гол зорилго нь хэт их хүчдэлийн улмаас хаалганы исэлд гэмтэл учруулахаас урьдчилан сэргийлэх явдал юм. Хаалганы оксидын тэсвэрлэх бодит хүчдэл нь нэрлэсэн хүчдэлээс хамаагүй өндөр боловч үйлдвэрлэлийн процессоос хамааран өөр өөр байх болно.

Бодит хаалганы оксид нь нэрлэсэн хүчдэлээс хамаагүй өндөр хүчдэлийг тэсвэрлэх чадвартай боловч энэ нь үйлдвэрлэлийн процессоос хамаарч өөр өөр байх тул VGS-ийг нэрлэсэн хүчдэл дотор байлгах нь хэрэглээний найдвартай байдлыг хангах болно.

ID - Үргэлжилсэн гүйдэл

ID нь уулзварын хамгийн их нэрлэсэн температур, TJ(max) болон хоолойн гадаргуугийн температур 25°С ба түүнээс дээш байх үед зөвшөөрөгдөх хамгийн их тасралтгүй тогтмол гүйдлээр тодорхойлогддог. Энэ параметр нь уулзвар ба корпусын хоорондох нэрлэсэн дулааны эсэргүүцэл, RθJC ба корпусын температурын функц юм.

Шилжүүлэгчийн алдагдлыг ID-д оруулаагүй бөгөөд практик хэрэглээнд зориулж хоолойн гадаргуугийн температурыг 25 ° C (Tcase) байлгахад хэцүү байдаг. Тиймээс хатуу сэлгэн залгах програмууд дахь бодит шилжих гүйдэл нь ихэвчлэн TC = 25 ° C-ийн ID үнэлгээний талаас бага, ихэвчлэн 1/3-аас 1/4 хооронд байдаг. нэмэлт.

Нэмж дурдахад, дулааны эсэргүүцлийн JA-г ашигласан тохиолдолд тодорхой температур дахь ID-г тооцоолж болох бөгөөд энэ нь илүү бодит утга юм.

IDM - Impulse Drain Current

Энэ параметр нь төхөөрөмжийн ажиллах боломжтой импульсийн гүйдлийн хэмжээг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь тасралтгүй тогтмол гүйдлийн гүйдлээс хамаагүй өндөр юм. IDM-ийг тодорхойлох зорилго нь: шугамын омик муж. Хаалганы эх үүсвэрийн тодорхой хүчдэлийн хувьдMOSFETодоогийн байгаа хамгийн их drain гүйдлээр дамжуулдаг

одоогийн. Зурагт үзүүлснээр, өгөгдсөн хаалганы эх үүсвэрийн хүчдэлийн хувьд, хэрэв үйл ажиллагааны цэг нь шугаман бүсэд байрладаг бол drain гүйдлийн өсөлт нь drain-эх үүсвэрийн хүчдэлийг нэмэгдүүлж, дамжуулалтын алдагдлыг нэмэгдүүлдэг. Өндөр хүчин чадалтай удаан ажиллах нь төхөөрөмжийн эвдрэлд хүргэдэг. Энэ шалтгааны улмаас

Тиймээс нэрлэсэн IDM-ийг хаалганы хөтчийн ердийн хүчдэлийн бүсээс доогуур тогтоох шаардлагатай. Бүсийн захын цэг нь Vgs ба муруйны огтлолцол дээр байна.

Тиймээс чипийг хэт халж, шатаахаас сэргийлэхийн тулд гүйдлийн нягтын дээд хязгаарыг тогтоох шаардлагатай. Зарим тохиолдолд бүхэл чип дээрх "хамгийн сул холболт" нь чип биш харин багцын дамжуулагч байдаг тул энэ нь үндсэндээ багцын утсаар хэт их гүйдэл дамжуулахаас урьдчилан сэргийлэх зорилготой юм.

IDM-д үзүүлэх дулааны нөлөөллийн хязгаарлалтыг харгалзан үзэхэд температурын өсөлт нь импульсийн өргөн, импульсийн хоорондох хугацааны интервал, дулааны тархалт, RDS(асаалт), импульсийн гүйдлийн долгионы хэлбэр ба далайц зэргээс хамаарна. Импульсийн гүйдэл нь IDM-ийн хязгаараас хэтрэхгүй гэдгийг зүгээр л хангах нь уулзварын температурыг баталгаажуулахгүй.

зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээнээс хэтрэхгүй. Импульсийн гүйдлийн доорхи уулзварын температурыг Дулааны болон Механик шинж чанарууд дахь түр зуурын дулааны эсэргүүцлийн хэлэлцүүлгийг ашиглан тооцоолж болно.

PD - Нийт зөвшөөрөгдөх сувгийн эрчим хүчний алдагдал

Нийт зөвшөөрөгдөх сувгийн эрчим хүчний зарцуулалт нь төхөөрөмжийн зарцуулж болох хамгийн их эрчим хүчний зарцуулалтыг тохируулдаг бөгөөд 25°С-ийн температурт уулзварын хамгийн их температур ба дулааны эсэргүүцлийн функцээр илэрхийлэгдэх боломжтой.

TJ, TSTG - Ажиллах ба хадгалах орчны температурын хүрээ

Эдгээр хоёр параметр нь төхөөрөмжийн ажиллах болон хадгалах орчны зөвшөөрөгдсөн уулзварын температурын хязгаарыг тохируулдаг. Энэ температурын хязгаар нь төхөөрөмжийн хамгийн бага ашиглалтын хугацааг хангахаар тохируулагдсан. Төхөөрөмжийг энэ температурын хүрээнд ажиллуулах нь ашиглалтын хугацааг ихээхэн уртасгах болно.

EAS-Нэг импульсийн нуранги эвдрэлийн эрчим хүч

 

Хэрэв хүчдэлийн хэт их ачаалал (ихэвчлэн урсах гүйдэл ба төөрсөн индукцийн улмаас) эвдрэлийн хүчдэлээс хэтрээгүй бол төхөөрөмж нь нуранги эвдрэлд орохгүй тул нуранги эвдрэлийг арилгах чадвар шаардлагагүй болно. Нуранги нуралтын энерги нь төхөөрөмжийн тэсвэрлэх чадвартай түр зуурын давалтыг тохируулдаг.

Нуранги нуралтын эрчим хүч нь төхөөрөмжийн тэсвэрлэх түр зуурын давах хүчдлийн аюулгүй утгыг тодорхойлдог бөгөөд нуранги эвдрэл үүсэхэд зарцуулагдах эрчим хүчний хэмжээнээс хамаарна.

Нуранги нуралтын энергийн үнэлгээг тодорхойлдог төхөөрөмж нь ихэвчлэн UIS үнэлгээтэй ижил утгатай EAS зэрэглэлийг тодорхойлдог бөгөөд төхөөрөмж нь хэр хэмжээний урвуу нуранги нуралтын энергийг аюулгүйгээр шингээж болохыг тодорхойлдог.

L нь ороомгийн утга, iD нь индукторт урсах оргил гүйдэл бөгөөд хэмжилтийн төхөөрөмжид гэнэтийн гүйдэл болж хувирдаг. Индуктор дээр үүссэн хүчдэл нь MOSFET-ийн эвдрэлийн хүчдэлээс давж, нуранги эвдрэлд хүргэнэ. Нуранги нурах үед индуктор дахь гүйдэл нь MOSFET төхөөрөмжөөр дамжин урсах болно.MOSFETунтраалттай байна. Ороомогт хуримтлагдсан энерги нь төөрөлдсөн индукторт хуримтлагдсан энергитэй төстэй бөгөөд MOSFET-ээр ялгардаг.

MOSFET-ийг зэрэгцээ холбох үед эвдрэлийн хүчдэл нь төхөөрөмжүүдийн хооронд бараг ижил байдаггүй. Ихэвчлэн нэг төхөөрөмж нь нуранги эвдэрч, дараа нь бүх нуранги нуралтын гүйдэл (энерги) тэр төхөөрөмжөөр дамжин урсах явдал юм.

EAR - Дахин давтагдах нуранги энерги

Дахин давтагдах нуралтын энерги нь "салбарын стандарт" болсон боловч давтамж, бусад алдагдал, хөргөлтийн хэмжээг тогтоохгүйгээр энэ параметр ямар ч утгагүй болно. Дулаан тараах (хөргөх) нөхцөл нь ихэвчлэн давтагдах нуранги энергийг удирддаг. Мөн нуранги нуралтаас үүссэн энергийн түвшинг урьдчилан таамаглахад хэцүү байдаг.

Мөн нуранги нуралтаас үүссэн энергийн түвшинг урьдчилан таамаглахад хэцүү байдаг.

EAR үнэлгээний жинхэнэ утга нь төхөөрөмжийн тэсвэрлэх чадвартай олон удаа нуранги нуралтын энергийг тохируулах явдал юм. Энэхүү тодорхойлолт нь төхөөрөмж хэт халахгүйн тулд давтамжийн хязгаарлалт байхгүй гэж үздэг бөгөөд энэ нь нуранги эвдэрч болзошгүй аливаа төхөөрөмжийн хувьд бодитой юм.

Төхөөрөмжийн дизайныг шалгах явцад MOSFET төхөөрөмж хэт халж байгаа эсэхийг шалгахын тулд ажиллаж байгаа төхөөрөмж эсвэл дулаан шингээгчийн температурыг хэмжих нь зүйтэй.

IAR - Цасан нуранги эвдрэх гүйдэл

Зарим төхөөрөмжүүдийн хувьд нуранги эвдрэх үед чип дээрх гүйдлийн ирмэгийн хандлага нь нуралтын гүйдлийн IAR-ыг хязгаарлахыг шаарддаг. Ийм байдлаар нуранги гүйдэл нь нуранги нуралтын эрчим хүчний тодорхойлолтын "нарийн хэвлэмэл" болдог; Энэ нь төхөөрөмжийн жинхэнэ чадварыг илчилдэг.

II хэсэг Статик цахилгаан шинж чанар

V(BR)DSS: Ус зайлуулах эх үүсвэрийн эвдрэлийн хүчдэл (устгах хүчдэл)

V(BR)DSS (заримдаа VBDSS гэж нэрлэдэг) нь drain-ийн эх үүсвэрийн хүчдэл бөгөөд энэ үед ус зайлуулах хоолойгоор урсаж буй гүйдэл нь тодорхой температурт, хаалганы эх үүсвэрийг богиносгосон үед тодорхой утгад хүрдэг. Энэ тохиолдолд ус зайлуулах эх үүсвэрийн хүчдэл нь нуралтын эвдрэлийн хүчдэл юм.

V(BR)DSS нь эерэг температурын коэффициент бөгөөд бага температурт V(BR)DSS нь 25°С-д ус зайлуулах эх үүсвэрийн хүчдэлийн хамгийн дээд үзүүлэлтээс бага байна. -50°C-д V(BR)DSS нь -50°C-д ус зайлуулах эх үүсвэрийн хүчдэлийн хамгийн их үнэлгээнээс бага байна. -50°C-д V(BR)DSS нь 25°C-д ус зайлуулах эх үүсвэрийн хамгийн их хүчдэлийн 90% орчим байна.

VGS(th), VGS(унтраах): Босго хүчдэл

VGS(th) нь нэмэлт хаалганы эх үүсвэрийн хүчдэл нь drain-д гүйдэл үүсгэж эхлэх эсвэл MOSFET-ийг унтраасан үед гүйдэл алга болоход хүргэдэг хүчдэл ба туршилтын нөхцөл (ус зайлуулах гүйдэл, ус зайлуулах эх үүсвэрийн хүчдэл, уулзвар) температур) мөн зааж өгсөн болно. Ер нь бүх MOS хаалганы төхөөрөмжүүд өөр өөр байдаг

босго хүчдэл өөр байх болно. Тиймээс VGS(th)-ийн хэлбэлзлийн мужийг тодорхойлсон.VGS(th) нь сөрөг температурын коэффициент бөгөөд температур өсөх үедMOSFETхаалганы эх үүсвэрийн харьцангуй бага хүчдэлд асах болно.

RDS(асаалттай): Эсэргүүцэл

RDS(асаалттай) нь тодорхой ус зайлуулах гүйдэл (ихэвчлэн ID гүйдлийн хагас), хаалганы эх үүсвэрийн хүчдэл, 25 ° C-д хэмжсэн ус зайлуулах эх үүсвэрийн эсэргүүцэл юм. RDS(асаалттай) нь тодорхой ус зайлуулах гүйдэл (ихэвчлэн ID гүйдлийн хагас), хаалганы эх үүсвэрийн хүчдэл, 25 ° C-д хэмжсэн ус зайлуулах эх үүсвэрийн эсэргүүцэл юм.

IDSS: тэг хаалганы хүчдэлийг зайлуулах гүйдэл

IDSS гэдэг нь хаалганы эх үүсвэрийн хүчдэл тэг байх үед ус зайлуулах эх үүсвэрийн тодорхой хүчдэл дэх ус зайлуулах хоолой ба эх үүсвэрийн хоорондох алдагдлын гүйдэл юм. Нэвчилтийн гүйдэл температурын хувьд нэмэгддэг тул IDSS-ийг өрөөний болон өндөр температурын аль алинд нь зааж өгдөг. Гүйдлийн алдагдлаас үүдэлтэй эрчим хүчний алдагдлыг IDSS-ийг ус зайлуулах эх үүсвэрүүдийн хоорондох хүчдэлээр үржүүлэх замаар тооцоолж болно, энэ нь ихэвчлэн бага байдаг.

IGSS - Gate Source Leakage Current

IGSS нь хаалганы эх үүсвэрийн тодорхой хүчдэлийн үед хаалгаар дамжин урсах гүйдэл юм.

III хэсэг Динамик цахилгаан шинж чанар

Ciss: Оролтын багтаамж

Дренажийг эх үүсвэр рүү богиносгож хувьсах гүйдлийн дохиогоор хэмжсэн хаалга ба эх үүсвэрийн хоорондох багтаамж нь оролтын багтаамж; Ciss нь gate drain багтаамж Cgd болон gate эх үүсвэрийн багтаамж Cgs зэрэгцээ буюу Ciss = Cgs + Cgd холболтоор үүсгэгддэг. Оролтын багтаамжийг босго хүчдэлд цэнэглэх үед төхөөрөмж асаалттай бөгөөд тодорхой утгад цэнэггүй болсон үед унтардаг. Тиймээс драйверын хэлхээ ба Ciss нь төхөөрөмжийг асаах, унтраах сааталд шууд нөлөөлдөг.

Coss: Гаралтын багтаамж

Гаралтын багтаамж нь хаалганы эх үүсвэрийг богиносгосон үед хувьсах гүйдлийн дохиогоор хэмжсэн drain болон эх үүсвэрийн хоорондох багтаамж юм. Coss нь drain-эх үүсвэрийн багтаамж Cds ба gate-drain-ийн багтаамж Cgd буюу Coss = Cds + Cgd зэрэгцүүлэн үүсгэгддэг. Зөөлөн сэлгэн залгах хэрэглээний хувьд Coss нь хэлхээнд резонанс үүсгэж болзошгүй тул маш чухал юм.

Crss: Урвуу дамжуулах багтаамж

Газардуулсан эх үүсвэртэй ус зайлуулах хоолой ба хаалганы хооронд хэмжсэн багтаамж нь урвуу дамжуулалтын багтаамж юм. Урвуу дамжуулалтын багтаамж нь хаалганы дренажийн багтаамжтай тэнцүү, Cres = Cgd бөгөөд ихэвчлэн Миллерийн багтаамж гэж нэрлэгддэг бөгөөд энэ нь шилжүүлэгчийн өсөлт, бууралтын хамгийн чухал параметрүүдийн нэг юм.

Энэ нь сэлгэн залгах өсөлт, уналтын хугацааны чухал параметр бөгөөд унтрах саатлын хугацаанд нөлөөлдөг. Ус зайлуулах хүчдэл, ялангуяа гаралтын багтаамж ба урвуу дамжуулалтын багтаамж нэмэгдэх тусам багтаамж нь буурдаг.

Qgs, Qgd, Qg: Gate Charge

Хаалганы цэнэгийн утга нь терминалуудын хоорондох конденсатор дээр хадгалагдсан цэнэгийг тусгадаг. Конденсаторын цэнэг нь шилжих агшинд хүчдэлийн дагуу өөрчлөгддөг тул хаалганы драйверын хэлхээг зохион бүтээхдээ хаалганы цэнэгийн нөлөөг ихэвчлэн авч үздэг.

Qgs нь 0-ээс эхний гулзайлтын цэг хүртэлх цэнэг, Qgd нь эхнийхээс хоёр дахь гулзайлтын цэг хүртэлх хэсэг (мөн "Миллер" цэнэг гэж нэрлэдэг), Qg нь 0-ээс VGS нь тодорхой хөтөчтэй тэнцэх цэг хүртэлх хэсэг юм. хүчдэл.

Нэвчилтийн гүйдэл болон алдагдлын эх үүсвэрийн хүчдэлийн өөрчлөлт нь хаалганы цэнэгийн утгад харьцангуй бага нөлөө үзүүлдэг бөгөөд хаалганы цэнэг температурын хувьд өөрчлөгддөггүй. Туршилтын нөхцлийг тодорхойлсон. Хаалганы цэнэгийн графикийг өгөгдлийн хуудсанд харуулав, үүнд тогтмол алдагдлын гүйдэл болон алдагдлын эх үүсвэрийн хүчдэлийн харгалзах хаалганы цэнэгийн өөрчлөлтийн муруй орно.

Тогтмол ус зайлуулах гүйдэл болон янз бүрийн ус зайлуулах эх үүсвэрийн хүчдэлийн харгалзах хаалганы цэнэгийн өөрчлөлтийн муруйг мэдээллийн хуудсанд оруулсан болно. График дээр өндөрлөгийн хүчдэл VGS(pl) нь гүйдэл ихсэх тусам бага өсдөг (болон гүйдэл буурах тусам буурдаг). Мөн өндөрлөгийн хүчдэл нь босго хүчдэлтэй пропорциональ байдаг тул өөр босго хүчдэл нь өөр өөр хүчдэл үүсгэдэг.

хүчдэл.

Дараах диаграммыг илүү нарийвчилсан бөгөөд ашигласан болно.

td(on): цаг хугацааны саатал

Хаалганы эх үүсвэрийн хүчдэл нь хаалганы хөтчийн хүчдэлийн 10% хүртэл өсөхөөс алдагдсан гүйдэл заасан гүйдлийн 10% хүртэл өсөх хүртэлх хугацаа юм.

td(унтраах): Унтраах саатал

Унтраах саатлын хугацаа нь хаалганы эх үүсвэрийн хүчдэл хаалганы хөтчийн хүчдэлийн 90% хүртэл буурахаас алдагдсан гүйдэл заасан гүйдлийн 90% хүртэл буурах хүртэлх хугацаа юм. Энэ нь гүйдэл нь ачаалал руу шилжихээс өмнө үүссэн сааталыг харуулж байна.

tr : Өсөх цаг

Өргөх хугацаа нь ус зайлуулах гүйдэл 10% -иас 90% хүртэл өсөх хугацаа юм.

tf : Унах цаг

Уналтын хугацаа нь ус зайлуулах гүйдэл 90% -иас 10% хүртэл буурах хугацаа юм.