Forklaring av hver parameter for strøm-MOSFET-er

VDSS maksimal dreneringskildespenning

Med gatekilden kortsluttet, er drain-source spenningsklassifiseringen (VDSS) den maksimale spenningen som kan påføres drain-kilden uten snøskred. Avhengig av temperaturen kan den faktiske skredbruddspenningen være lavere enn den nominelle VDSS. For en detaljert beskrivelse av V(BR)DSS, se Elektrostatisk

For en detaljert beskrivelse av V(BR)DSS, se Elektrostatiske egenskaper.

VGS maksimal portkildespenning

VGS-spenningsklassifiseringen er den maksimale spenningen som kan påføres mellom portkildepolene. Hovedformålet med å stille inn denne spenningsklassifiseringen er å forhindre skade på portoksidet forårsaket av for høy spenning. Den faktiske spenningen som gate-oksidet tåler er mye høyere enn merkespenningen, men vil variere med produksjonsprosessen.

Selve portoksidet tåler mye høyere spenninger enn nominell spenning, men dette vil variere med produksjonsprosessen, så å holde VGS innenfor nominell spenning vil sikre påliteligheten til applikasjonen.

ID - Kontinuerlig lekkasjestrøm

ID er definert som den maksimalt tillatte kontinuerlige DC-strømmen ved den maksimale nominelle overgangstemperaturen, TJ(maks), og røroverflatetemperaturen på 25°C eller høyere. Denne parameteren er en funksjon av den nominelle termiske motstanden mellom krysset og huset, RθJC, og husets temperatur:

Koblingstap er ikke inkludert i ID-en og det er vanskelig å opprettholde røroverflatetemperaturen på 25°C (Tcase) for praktisk bruk. Derfor er den faktiske svitsjestrømmen i hardt svitsjingsapplikasjoner vanligvis mindre enn halvparten av ID-klassifiseringen @ TC = 25°C, vanligvis i området 1/3 til 1/4. komplementære.

I tillegg kan ID ved en spesifikk temperatur estimeres hvis termisk motstand JA brukes, som er en mer realistisk verdi.

IDM - Impulse Drain Current

Denne parameteren gjenspeiler mengden pulserende strøm enheten kan håndtere, som er mye høyere enn kontinuerlig likestrøm. Hensikten med å definere IDM er: det ohmske området av linjen. For en viss gate-source spenning, erMOSFETleder med en maksimal avløpsstrøm tilstede

nåværende. Som vist i figuren, for en gitt gate-source-spenning, hvis driftspunktet er lokalisert i det lineære området, øker en økning i dreneringsstrømmen dren-source-spenningen, noe som øker ledningstapene. Langvarig drift med høy effekt vil resultere i enhetsfeil. Av denne grunn

Derfor må den nominelle IDM-en settes under området ved typiske portdrivspenninger. Avskjæringspunktet for regionen er i skjæringspunktet mellom Vgs og kurven.

Derfor må en øvre strømtetthetsgrense settes for å forhindre at brikken blir for varm og brenner ut. Dette er i hovedsak for å forhindre overdreven strømflyt gjennom pakkeledningene, siden i noen tilfeller er den "svakeste forbindelsen" på hele brikken ikke brikken, men pakkeledningene.

Tatt i betraktning begrensningene til termiske effekter på IDM, er temperaturøkningen avhengig av pulsbredden, tidsintervallet mellom pulser, varmeavgivelsen, RDS(on) og bølgeformen og amplituden til pulsstrømmen. Bare det å tilfredsstille at pulsstrømmen ikke overskrider IDM-grensen, garanterer ikke at overgangstemperaturen

ikke overskrider den maksimalt tillatte verdien. Krysstemperaturen under pulsert strøm kan estimeres ved å referere til diskusjonen om transient termisk motstand i termiske og mekaniske egenskaper.

PD - Totalt tillatt kanaleffekttap

Totalt tillatt kanaleffektdissipasjon kalibrerer det maksimale effekttapet som kan dissiperes av enheten og kan uttrykkes som en funksjon av den maksimale overgangstemperaturen og termisk motstand ved en hustemperatur på 25°C.

TJ, TSTG - Drifts- og lagringstemperaturområde

Disse to parameterne kalibrerer overgangstemperaturområdet tillatt av enhetens drifts- og lagringsmiljøer. Dette temperaturområdet er satt til å møte enhetens minste levetid. Å sikre at enheten fungerer innenfor dette temperaturområdet vil forlenge levetiden betraktelig.

EAS-Single Pulse Avalanche Breakdown Energy

 

Hvis spenningsoverskridelsen (vanligvis på grunn av lekkasjestrøm og strøinduktans) ikke overstiger sammenbruddsspenningen, vil enheten ikke gjennomgå skredsammenbrudd og trenger derfor ikke evnen til å spre skredsammenbrudd. Skredsammenbruddsenergien kalibrerer den forbigående overskridelsen som enheten kan tolerere.

Skredsammenbruddsenergi definerer den sikre verdien av den forbigående oversvingsspenningen som en enhet kan tolerere, og er avhengig av mengden energi som må spres for at skredsammenbrudd skal skje.

En enhet som definerer en energiklassifisering for skredsammenbrudd, definerer vanligvis også en EAS-klassifisering, som har samme betydning som UIS-klassifiseringen, og definerer hvor mye omvendt skredsammenbruddsenergi enheten trygt kan absorbere.

L er induktansverdien og iD er toppstrømmen som flyter i induktoren, som brått konverteres til tappestrøm i måleenheten. Spenningen som genereres over induktoren overskrider MOSFET-sammenbruddsspenningen og vil resultere i snøskred. Når snøskred oppstår, vil strømmen i induktoren flyte gjennom MOSFET-enheten selv omMOSFETer av. Energien som er lagret i induktoren er lik energien som er lagret i induktoren og spres av MOSFET.

Når MOSFET-er er koblet parallelt, er sammenbruddsspenningene neppe identiske mellom enheter. Det som vanligvis skjer er at en enhet er den første som opplever snøskred, og alle påfølgende snøskredstrømmer (energi) flyter gjennom enheten.

EAR - Energy of Repeating Avalanche

Energien til repeterende snøskred har blitt en "industristandard", men uten å stille inn frekvensen, andre tap og mengden av kjøling, har denne parameteren ingen betydning. Varmespredningen (avkjølings)tilstanden styrer ofte den repeterende skredenergien. Det er også vanskelig å forutsi energinivået som genereres av snøskred.

Det er også vanskelig å forutsi energinivået som genereres av snøskred.

Den virkelige betydningen av EAR-vurderingen er å kalibrere den gjentatte snøskredenergien som enheten tåler. Denne definisjonen forutsetter at det ikke er noen begrensning på frekvensen slik at enheten ikke overopphetes, noe som er realistisk for alle enheter der snøskred kan oppstå.

Det er en god idé å måle temperaturen på enheten i drift eller kjøleribben for å se om MOSFET-enheten overopphetes under verifiseringen av enhetens design, spesielt for enheter der det er sannsynlig at snøskred vil oppstå.

IAR - Snøskredstrøm

For noen enheter krever tendensen til den aktuelle innstilte kanten på brikken under skredbrudd at skredstrømmen IAR begrenses. På denne måten blir skredstrømmen den "fine print" av skrednedbrytningsenergispesifikasjonen; det avslører enhetens sanne kapasitet.

Del II Statisk elektrisk karakterisering

V(BR)DSS: Drain-Source Breakdown Voltage (Destruction Voltage)

V(BR)DSS (noen ganger kalt VBDSS) er avløpskildespenningen der strømmen som flyter gjennom avløpet når en spesifikk verdi ved en bestemt temperatur og med gatekilden kortsluttet. Drain-source spenningen i dette tilfellet er skredbruddspenningen.

V(BR)DSS er en positiv temperaturkoeffisient, og ved lave temperaturer er V(BR)DSS mindre enn den maksimale karakteren for avløpskildespenningen ved 25°C. Ved -50°C er V(BR)DSS mindre enn den maksimale karakteren for avløpskildespenningen ved -50°C. Ved -50°C er V(BR)DSS omtrent 90 % av den maksimale avløpskildespenningen ved 25°C.

VGS(th), VGS(off): Terskelspenning

VGS(th) er spenningen som den ekstra gatekildespenningen kan føre til at drain begynner å ha strøm, eller at strømmen forsvinner når MOSFET er slått av, og betingelsene for testing (drain strøm, drain source spenning, junction temperatur) er også spesifisert. Normalt har alle MOS-portenheter forskjellige

terskelspenningene vil være forskjellige. Derfor spesifiseres variasjonsområdet for VGS(th). VGS(th) er en negativ temperaturkoeffisient, når temperaturen stiger,MOSFETvil slå på ved en relativt lav gatekildespenning.

RDS(på): På-motstand

RDS(on) er drain-source-motstanden målt ved en spesifikk drain-strøm (vanligvis halvparten av ID-strømmen), gate-source-spenning og 25 °C. RDS(on) er drain-source-motstanden målt ved en spesifikk dren-strøm (vanligvis halvparten av ID-strømmen), gate-source-spenning og 25 °C.

IDSS: null gate spenning drain strøm

IDSS er lekkasjestrømmen mellom drain og source ved en spesifikk drain-source spenning når gate-source spenningen er null. Siden lekkasjestrømmen øker med temperaturen, spesifiseres IDSS ved både rom- og høytemperatur. Effekttap på grunn av lekkasjestrøm kan beregnes ved å multiplisere IDSS med spenningen mellom drenskildene, som vanligvis er ubetydelig.

IGSS - Gate Source Leakage Current

IGSS er lekkasjestrømmen som flyter gjennom porten ved en spesifikk portkildespenning.

Del III Dynamiske elektriske egenskaper

Ciss : Inngangskapasitans

Kapasitansen mellom porten og kilden, målt med et AC-signal ved å kortslutte avløpet til kilden, er inngangskapasitansen; Ciss dannes ved å koble gatedrain-kapasitansen, Cgd, og gate-kildekapasitansen, Cgs, parallelt, eller Ciss = Cgs + Cgd. Enheten slås på når inngangskapasitansen er ladet til en terskelspenning, og slås av når den utlades til en viss verdi. Derfor har driverkretsen og Ciss en direkte innvirkning på inn- og utkoblingsforsinkelsen til enheten.

Coss: Utgangskapasitans

Utgangskapasitansen er kapasitansen mellom drainet og kilden målt med et AC-signal når gate-kilden er kortsluttet, Coss dannes ved å parallellisere drain-source-kapasitansen Cds og gate-drain-kapasitansen Cgd, eller Coss = Cds + Cgd. For soft-switching-applikasjoner er Coss veldig viktig fordi det kan forårsake resonans i kretsen.

Crss : Omvendt overføringskapasitans

Kapasitansen målt mellom avløpet og porten med kilden jordet er den omvendte overføringskapasitansen. Den reverserte overføringskapasitansen tilsvarer gatedrain-kapasitansen, Cres = Cgd, og kalles ofte Miller-kapasitansen, som er en av de viktigste parameterne for stige- og falltidene til en bryter.

Det er en viktig parameter for veksel- og falltidene, og påvirker også utkoblingsforsinkelsen. Kapasitansen avtar når dreneringsspenningen øker, spesielt utgangskapasitansen og omvendt overføringskapasitans.

Qgs, Qgd og Qg: Gatelading

Portladningsverdien reflekterer ladningen som er lagret på kondensatoren mellom terminalene. Siden ladningen på kondensatoren endres med spenningen ved svitsjingsøyeblikket, blir effekten av portladning ofte vurdert når man designer portdriverkretser.

Qgs er ladningen fra 0 til det første vendepunktet, Qgd er delen fra det første til det andre vendepunktet (også kalt "Miller"-ladningen), og Qg er delen fra 0 til punktet der VGS er lik en spesifikk drivenhet spenning.

Endringer i lekkasjestrøm og lekkasjekildespenning har relativt liten effekt på portladningsverdien, og portladningen endres ikke med temperaturen. Testbetingelsene er spesifisert. En graf over portlading er vist i dataarket, inkludert de tilsvarende portladningsvariasjonskurvene for fast lekkasjestrøm og varierende lekkasjekildespenning.

De tilsvarende portladningsvariasjonskurvene for fast avløpsstrøm og varierende avløpskildespenning er inkludert i databladene. I grafen øker platåspenningen VGS(pl) mindre med økende strøm (og avtar med synkende strøm). Platåspenningen er også proporsjonal med terskelspenningen, så en annen terskelspenning vil gi en annen platåspenning.

spenning.

Følgende diagram er mer detaljert og brukt:

td(on): forsinkelsestid på tid

Tidsforsinkelsestiden er tiden fra når gatekildespenningen stiger til 10 % av gatedrivspenningen til når lekkasjestrømmen stiger til 10 % av den spesifiserte strømmen.

td(off): Av-forsinkelsestid

Utkoblingsforsinkelsen er tiden som har gått fra portkildespenningen faller til 90 % av portdrivspenningen til når lekkasjestrømmen faller til 90 % av spesifisert strøm. Dette viser forsinkelsen som oppleves før strømmen overføres til lasten.

tr : Oppgangstid

Stigetiden er tiden det tar for avløpsstrømmen å stige fra 10 % til 90 %.

tf : Fallende tid

Falltiden er tiden det tar før avløpsstrømmen faller fra 90 % til 10 %.