"MOSFET" нь Металл ислийн хагас дамжуулагч талбарын нөлөөллийн транзисторын товчлол юм.Энэ нь металл, исэл (SiO2 эсвэл SiN) болон хагас дамжуулагч гэсэн гурван материалаар хийгдсэн төхөөрөмж юм.MOSFET бол хагас дамжуулагч талбар дахь хамгийн энгийн төхөөрөмжүүдийн нэг юм.Энэ нь IC дизайн эсвэл самбарын түвшний хэлхээний хэрэглээнд байгаа эсэхээс үл хамааран энэ нь маш өргөн цар хүрээтэй юм.MOSFET-ийн үндсэн параметрүүдэд ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th) гэх мэт орно. Та эдгээрийг мэдэх үү?OLUKEY компани нь Тайваний дундаас өндөр түвшний дунд болон нам хүчдэлийн winsok компани юм.MOSFETАгент үйлчилгээ үзүүлэгч нь MOSFET-ийн янз бүрийн параметрүүдийг танд дэлгэрэнгүй тайлбарлах 20 орчим жилийн туршлагатай үндсэн багтай!
MOSFET параметрүүдийн утгын тайлбар
1. Хэт их параметрүүд:
ID: Хамгийн их ус зайлуулах эх үүсвэрийн гүйдэл.Энэ нь хээрийн эффектийн транзистор хэвийн ажиллаж байх үед ус зайлуулах хоолой ба эх үүсвэрийн хооронд дамжин өнгөрөх хамгийн их гүйдлийг хэлнэ.Талбайн эффектийн транзисторын ажиллах гүйдэл нь ID-ээс хэтрэхгүй байх ёстой.Энэ параметр нь уулзварын температур нэмэгдэх тусам буурдаг.
IDM: Хамгийн их импульсийн drain-эх үүсвэрийн гүйдэл.Энэ параметр нь уулзварын температур нэмэгдэх тусам багасах бөгөөд энэ нь цохилтын эсэргүүцлийг тусгах бөгөөд импульсийн хугацаатай холбоотой юм.Хэрэв энэ параметр хэтэрхий бага байвал OCP туршилтын явцад систем нь гүйдлийн нөлөөгөөр эвдрэх эрсдэлтэй байж болно.
PD: Хамгийн их эрчим хүч зарцуулсан.Энэ нь хээрийн эффектийн транзисторын гүйцэтгэлийг муутгахгүйгээр зөвшөөрөгдөх хамгийн их ус зайлуулах эх үүсвэрийн эрчим хүчний зарцуулалтыг хэлнэ.Ашиглах үед FET-ийн бодит эрчим хүчний хэрэглээ нь PDSM-ээс бага байх ёстой бөгөөд тодорхой зай үлдээх ёстой.Энэ параметр нь уулзварын температур нэмэгдэх тусам ерөнхийдөө буурдаг
VDSS: Хамгийн их ус зайлуулах эх үүсвэрийн тэсвэрлэх хүчдэл.Урсдаг ус зайлуулах гүйдэл нь тодорхой температур болон хаалганы эх үүсвэрийн богино залгааны үед тодорхой утгад (хурц өсөх) хүрэх үед ус зайлуулах эх үүсвэрийн хүчдэл.Энэ тохиолдолд ус зайлуулах эх үүсвэрийн хүчдэлийг мөн нуранги нуралтын хүчдэл гэж нэрлэдэг.VDSS нь эерэг температурын коэффициенттэй байдаг.-50 ° C-д VDSS нь 25 ° C-ийн ойролцоогоор 90% байна.Хэвийн үйлдвэрлэлд ихэвчлэн үлддэг тэтгэмжийн улмаас MOSFET-ийн нуранги нуралтын хүчдэл нь нэрлэсэн хүчдэлээс үргэлж их байдаг.
OLUKEYДулаан зөвлөмжүүд: Ажлын хамгийн хүнд нөхцөлд бүтээгдэхүүний найдвартай байдлыг хангахын тулд ажлын хүчдэл нь нэрлэсэн утгын 80-90% -иас хэтрэхгүй байхыг зөвлөж байна.
VGSS: Хаалганы эх үүсвэрийг тэсвэрлэх хамгийн дээд хүчдэл.Энэ нь хаалга ба эх үүсвэрийн хоорондох урвуу гүйдэл огцом нэмэгдэж эхлэх үед VGS утгыг хэлнэ.Энэ хүчдэлийн утгаас хэтэрсэн тохиолдолд хаалганы оксидын давхаргын диэлектрик эвдрэл үүсэх бөгөөд энэ нь эвдэрч, эргэлт буцалтгүй эвдрэл юм.
TJ: Ашиглалтын уулзварын хамгийн их температур.Энэ нь ихэвчлэн 150 ℃ эсвэл 175 ℃ байдаг.Төхөөрөмжийн дизайны ажлын нөхцөлд энэ температурыг хэтрүүлэхээс зайлсхийх, тодорхой зай үлдээх шаардлагатай.
TSTG: хадгалах температурын хүрээ
Эдгээр хоёр параметр болох TJ болон TSTG нь төхөөрөмжийн ажиллах болон хадгалах орчинд зөвшөөрөгдсөн уулзварын температурын мужийг тохируулдаг.Энэ температурын хүрээ нь төхөөрөмжийн ашиглалтын хамгийн бага шаардлагыг хангахаар тохируулагдсан.Хэрэв төхөөрөмж энэ температурын хязгаарт ажиллах юм бол түүний ашиглалтын хугацаа ихээхэн нэмэгдэх болно.
2. Статик үзүүлэлтүүд
MOSFET туршилтын нөхцөл нь ерөнхийдөө 2.5V, 4.5V, 10V байна.
V(BR)DSS: Ус зайлуулах эх үүсвэрийн эвдрэлийн хүчдэл.Энэ нь хаалганы эх үүсвэрийн хүчдэл VGS 0 байх үед хээрийн эффектийн транзисторын тэсвэрлэх хамгийн их ус зайлуулах эх үүсвэрийн хүчдэлийг хэлнэ. Энэ нь хязгаарлах параметр бөгөөд хээрийн эффектийн транзисторын ажиллах хүчдэл V(BR)-ээс бага байх ёстой. DSS.Энэ нь эерэг температурын шинж чанартай байдаг.Тиймээс бага температурын нөхцөлд энэ параметрийн утгыг аюулгүй байдлын үүднээс авч үзэх хэрэгтэй.
△V(BR)DSS/△Tj: Ус зайлуулах эх үүсвэрийн эвдрэлийн хүчдэлийн температурын коэффициент, ерөнхийдөө 0.1V/℃
RDS(on): VGS (ихэвчлэн 10V), уулзварын температур ба ус зайлуулах гүйдлийн тодорхой нөхцөлд MOSFET асаалттай үед drain болон эх үүсвэрийн хоорондох хамгийн их эсэргүүцэл.Энэ нь MOSFET асаалттай үед зарцуулсан хүчийг тодорхойлдог маш чухал параметр юм.Энэ параметр нь ерөнхийдөө уулзварын температур нэмэгдэх тусам нэмэгддэг.Иймээс алдагдал ба хүчдэлийн уналтыг тооцоолохдоо хамгийн өндөр үйл ажиллагааны уулзварын температурт энэ параметрийн утгыг ашиглана.
VGS(th): асаах хүчдэл (босго хүчдэл).Гаднах хаалганы хяналтын хүчдэл VGS нь VGS(th)-ээс хэтэрсэн үед ус зайлуулах болон эх үүсвэрийн бүсийн гадаргуугийн урвуу давхарга нь холбогдсон суваг үүсгэдэг.Ашиглалтын хувьд ус зайлуулах богино залгааны нөхцөлд ID нь 1 мА-тай тэнцүү байх үед хаалганы хүчдэлийг ихэвчлэн асаах хүчдэл гэж нэрлэдэг.Энэ параметр нь уулзварын температур нэмэгдэх тусам ерөнхийдөө буурдаг
IDSS: ханасан ус зайлуулах эх үүсвэрийн гүйдэл, хаалганы хүчдэл VGS=0 ба VDS тодорхой утга байх үеийн drain эх үүсвэрийн гүйдэл.Ерөнхийдөө микроамперын түвшинд
IGSS: хаалганы эх үүсвэрийн хөтөчийн гүйдэл эсвэл урвуу гүйдэл.MOSFET оролтын эсэргүүцэл нь маш том тул IGSS нь ерөнхийдөө наноамп түвшинд байдаг.
3. Динамик параметрүүд
gfs: дамжуулалт.Энэ нь гадагшлуулах гаралтын гүйдлийн өөрчлөлтийг хаалганы эх үүсвэрийн хүчдэлийн өөрчлөлттэй харьцуулсан харьцааг хэлнэ.Энэ нь хаалганы эх үүсвэрийн хүчдэлийн урсах гүйдлийг хянах чадварыг хэмжих хэмжүүр юм.Gfs болон VGS хоорондын шилжүүлгийн хамаарлыг графикаас харна уу.
Qg: Хаалганы нийт цэнэглэх хүчин чадал.MOSFET бол хүчдэлийн төрлийн жолоодлогын төхөөрөмж юм.Жолоодлогын процесс нь хаалганы хүчдэлийг бий болгох үйл явц юм.Энэ нь хаалганы эх үүсвэр ба хаалганы ус зайлуулах хоолойн хоорондох багтаамжийг цэнэглэх замаар хийгддэг.Энэ талыг доор дэлгэрэнгүй авч үзэх болно.
Qgs: Хаалганы эх үүсвэрийг цэнэглэх хүчин чадал
Qgd: gate-to-drain цэнэг (Миллерийн нөлөөг харгалзан).MOSFET бол хүчдэлийн төрлийн жолоодлогын төхөөрөмж юм.Жолоодлогын процесс нь хаалганы хүчдэлийг бий болгох үйл явц юм.Энэ нь хаалганы эх үүсвэр ба хаалганы ус зайлуулах хоолойн хоорондох багтаамжийг цэнэглэх замаар хийгддэг.
Td(on): дамжуулалтын саатлын хугацаа.Оролтын хүчдэл 10% хүртэл өсөхөөс эхлээд VDS далайцынхаа 90% хүртэл буурах хүртэл хугацаа
Tr: өсөх хугацаа, VDS гаралтын хүчдэл түүний далайцын 90% -иас 10% хүртэл буурах хугацаа
Td(унтраах): Унтраах саатлын хугацаа, оролтын хүчдэл 90% хүртэл буурахаас VDS унтрах хүчдэлийн 10% хүртэл өсөх хүртэлх хугацаа
Tf: Уналтын хугацаа, VDS гаралтын хүчдэлийн далайцын 10% -иас 90% хүртэл өсөх хугацаа
Ciss: Оролтын багтаамж, ус зайлуулах суваг болон эх үүсвэрийг богино холболт хийж, AC дохиогоор хаалга болон эх үүсвэрийн хоорондох багтаамжийг хэмжинэ.Ciss= CGD + CGS (CDS богино холболт).Энэ нь төхөөрөмжийг асаах, унтраах сааталд шууд нөлөөлдөг.
Coss: Гаралтын багтаамж, хаалга болон эх үүсвэрийг богино залгах ба ус зайлуулах хоолой ба эх үүсвэрийн хоорондох багтаамжийг хувьсах гүйдлийн дохиогоор хэмжинэ.Coss = CDS +CGD
Crss: Урвуу дамжуулалтын багтаамж.Эх үүсвэрийг газард холбосон үед ус зайлуулах хоолой ба хаалганы хоорондох хэмжсэн багтаамж Crss=CGD.Шилжүүлэгчийн чухал параметрүүдийн нэг бол өсөлт, уналтын хугацаа юм.Crss=CGD
MOSFET-ийн электрод хоорондын багтаамж ба MOSFET-ийн өдөөгдсөн багтаамжийг ихэнх үйлдвэрлэгчид оролтын багтаамж, гаралтын багтаамж, санал хүсэлтийн багтаамж гэж хуваадаг.Иш татсан утгууд нь тогтмол ус зайлуулах шугамаас эх үүсвэр хүртэлх хүчдэлд зориулагдсан болно.Эдгээр багтаамж нь ус зайлуулах эх үүсвэрийн хүчдэл өөрчлөгдөхөд өөрчлөгдөж, багтаамжийн утга нь хязгаарлагдмал нөлөө үзүүлдэг.Оролтын багтаамжийн утга нь зөвхөн жолоочийн хэлхээнд шаардагдах цэнэгийн ойролцоо үзүүлэлтийг өгдөг бол хаалганы цэнэглэх мэдээлэл нь илүү ашигтай байдаг.Энэ нь хаалганаас эх үүсвэр хүртэлх тодорхой хүчдэлд хүрэхийн тулд хаалга цэнэглэх ёстой энергийн хэмжээг заана.
4. Нуранги нуралтын шинж чанарын үзүүлэлтүүд
Нуранги нуралтын шинж чанарын үзүүлэлт нь MOSFET-ийн унтарсан төлөвт хэт хүчдэлийг тэсвэрлэх чадварыг илтгэдэг үзүүлэлт юм.Хэрэв хүчдэл нь ус зайлуулах эх үүсвэрийн хязгаарын хүчдэлээс хэтэрвэл төхөөрөмж нуранги байдалд орно.
EAS: Нэг импульсийн нуранги задрах энерги.Энэ нь хязгаарын параметр бөгөөд MOSFET-ийн тэсвэрлэх хамгийн их нуранги нуралтын энергийг илэрхийлдэг.
IAR: нуранги урсгал
чих: Давтагдсан нуранги нуралтын энерги
5. In vivo диодын параметрүүд
IS: Тасралтгүй хамгийн их чөлөөтэй эргэх гүйдэл (эх үүсвэрээс)
ISM: импульсийн хамгийн их чөлөөтэй эргэх гүйдэл (эх үүсвэрээс)
VSD: урагшлах хүчдэлийн уналт
Trr: сэргээх хугацааг урвуу
Qrr: Урвуу цэнэгийг сэргээх
Тон: Дамжуулах хугацаа.(Үндсэндээ өчүүхэн)
MOSFET-ийг асаах, унтраах цагийг тодорхойлох
Өргөдөл гаргах явцад дараахь шинж чанаруудыг ихэвчлэн анхаарч үзэх шаардлагатай.
1. V (BR) DSS-ийн эерэг температурын коэффициент үзүүлэлтүүд.Хоёр туйлт төхөөрөмжөөс ялгаатай энэ шинж чанар нь хэвийн ажиллагааны температур нэмэгдэх тусам илүү найдвартай болгодог.Гэхдээ бага температурт хүйтэн эхлэх үед та түүний найдвартай байдалд анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй.
2. V(GS)th-ийн сөрөг температурын коэффициент үзүүлэлт.Холболтын температур нэмэгдэхийн хэрээр хаалганы босго потенциал тодорхой хэмжээгээр буурна.Зарим цацраг нь энэ босго потенциалыг, магадгүй 0-ээс доош ч гэсэн бууруулна.Энэ функц нь инженерүүдээс эдгээр нөхцөл байдалд MOSFET-ийн хөндлөнгийн оролцоо болон хуурамч өдөөлтөд анхаарлаа хандуулахыг шаарддаг, ялангуяа босго боломж багатай MOSFET програмуудын хувьд.Энэ шинж чанараас шалтгаалан хөндлөнгийн оролцоо болон хуурамч өдөөлтөөс зайлсхийхийн тулд хаалганы драйверын хүчдэлээс гадуурх потенциалыг сөрөг утгад (N-төрөл, P-төрөл гэх мэт) төлөвлөх шаардлагатай байдаг.
3.VDSon/RDSo-ийн эерэг температурын коэффициент үзүүлэлт.Холболтын температур нэмэгдэхийн хэрээр VDSon/RDSon бага зэрэг нэмэгддэг онцлог нь MOSFET-ийг зэрэгцүүлэн шууд ашиглах боломжтой болгодог.Хоёр туйлт төхөөрөмжүүд нь энэ талаар яг эсрэгээрээ байдаг тул тэдгээрийг зэрэгцүүлэн ашиглах нь нэлээд төвөгтэй болдог.ID нэмэгдэх тусам RDSon бага зэрэг нэмэгдэх болно.Энэхүү шинж чанар ба уулзвар ба гадаргуугийн RDSon-ийн эерэг температурын шинж чанарууд нь MOSFET-ийг хоёр туйлт төхөөрөмж шиг хоёрдогч эвдрэлээс зайлсхийх боломжийг олгодог.Гэсэн хэдий ч энэ функцын нөлөө нэлээд хязгаарлагдмал гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.Зэрэгцээ, түлхэх эсвэл бусад програмуудыг ашиглах үед та энэ функцийг өөрөө зохицуулахад бүрэн найдаж болохгүй.Зарим үндсэн арга хэмжээ авах шаардлагатай хэвээр байна.Энэ шинж чанар нь өндөр температурт дамжуулалтын алдагдал ихэсдэг болохыг тайлбарладаг.Тиймээс алдагдлыг тооцоолохдоо параметрүүдийг сонгоход онцгой анхаарал хандуулах хэрэгтэй.
4. ID-ийн сөрөг температурын коэффициент үзүүлэлтүүд, MOSFET параметрүүдийн талаархи ойлголт, түүний үндсэн шинж чанаруудын ID нь уулзварын температур нэмэгдэх тусам мэдэгдэхүйц буурах болно.Энэ шинж чанар нь дизайны явцад өндөр температурт түүний ID параметрүүдийг авч үзэх шаардлагатай болдог.
5. Цасан нуранги IER/EAS-ийн сөрөг температурын коэффициентийн үзүүлэлт.Холболтын температур нэмэгдсэний дараа MOSFET нь илүү том V(BR)DSS-тэй байх боловч EAS нь мэдэгдэхүйц багасах болно гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.Өөрөөр хэлбэл, өндөр температурт цасан нуранг тэсвэрлэх чадвар нь ердийн температураас хамаагүй сул байдаг.
6. MOSFET дахь шимэгч диодын дамжуулах чадвар, урвуу нөхөн сэргээх чадвар нь энгийн диодуудаас илүү биш юм.Энэ нь дизайн дахь гогцоонд гол гүйдлийн тээвэрлэгч болгон ашиглахгүй байх төлөвтэй байна.Бие дэх паразит диодыг хүчингүй болгохын тулд блоклох диодуудыг ихэвчлэн цувралаар холбодог бөгөөд нэмэлт зэрэгцээ диодуудыг хэлхээний цахилгаан дамжуулагчийг үүсгэдэг.Гэсэн хэдий ч богино хугацааны дамжуулалт эсвэл синхрон залруулга гэх мэт зарим жижиг гүйдлийн шаардлагуудын хувьд тээвэрлэгч гэж үзэж болно.
7. Ус зайлуулах потенциалын хурдацтай өсөлт нь хаалганы хөтөчийг хуурамчаар өдөөхөд хүргэдэг тул энэ боломжийг том dVDS/dt хэрэглээнд (өндөр давтамжийн хурдан шилжих хэлхээ) авч үзэх шаардлагатай.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 12-р сарын 13
