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详细解读MOS管各项参数

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发表于 2020-11-28 21:44:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
MOS管作为半导体领域基础的器件之一,无论是在IC设计里,还是板级电路应用上,都十分广泛,那么你对MOS管的各项参数,有了解多少呢?" c. d; X& q% y3 q$ `4 o
! X0 h1 b& U6 o) I! s
    极限参数6 N5 N' ?4 d9 l8 n3 p; i  p8 P
$ _: c+ _( ?: C# f, m
    最大极限值是指超出该工作范围MOS管就可能损坏,应用设计中,工作条件绝不可以超过这些参数。/ e1 O) B2 y. A; Y5 {
4 B4 z/ D. o$ i8 v
冠华伟业为你解读MOS管各项参数!, Y9 w/ q) S7 r# e1 q) u
) _, A8 I; m9 b
    VDSS最大漏源承受电压' j2 ~. _1 o: S1 |7 u8 c& O
8 a) e9 Y! m7 J
    在特定的温度和栅源极短接情况下,流过的漏极电流达到一个特定值(急剧猛增)时的漏源电压。这种情况下的漏源电压也称为雪崩击穿电压。VDSS属于正温度系数,-50°C时,VDSS大约是25°C时的90%。由于正常生产中通常会留有预量,MOSFET的雪崩击穿电压总是大于标称的额定电压。( K3 A3 o' |8 K

  W: o0 n: q3 k% Y  w" X3 p    冠华伟业温馨提示:为保证产品可靠性,在最坏的工作条件下,建议工作电压不要超过额定值的80~90%。
: ]4 p" G. d7 T! ^! J* ?6 |/ v. D8 u4 s5 ^
    VGSS最大栅源承受电压9 v( I3 n/ Z5 F

% C$ V; F& K9 G% q" {+ l    是指栅源间反向电流开始急剧增加时的VGS值。超过此电压值将会使栅氧化层发生介质击穿,这是一种破坏性的不可逆击穿。# X* f5 e! p7 o

" F0 Z1 e# |) e: C( e    ID最大漏源电流* G) f4 y+ s/ ]3 {; w1 L

; }" ^0 b& \2 @0 A    是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流。MOSFET的工作电流不应超过ID。此参数会随结温度的上升而有所减额。
% I; O+ a5 J! j7 w- [6 z" X  R, G  P. C
    IDM最大脉冲漏源电流
( V% L6 L9 n- r' x: B% N" E% n  V( D
    反映了器件可以处理的脉冲电流的低,此参数会随结温度的上升而有所减小。若是该参数过小,系统在做OCP测试时,有被电流击穿的风险。3 G' R" N+ [; z9 x  F. o; e
2 z% t1 o8 p# K# f5 k
    PD最大耗散功率
2 t3 c$ ^/ A2 S$ y8 U, U/ a2 {
    是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。此参数一般会随结温度的上升而有所减额。7 m* A' K* z* K: ?
/ E% y9 r. Y1 x8 q
    TJ,TSTG工作温度和存储环境温度的范围. A4 h$ g5 d0 g* o, i3 o& c
/ |4 I) P* i& a9 R! R4 U( T( {
    这两个参数标定了器件工作和存储环境所允许的结温区间。设定这样的温度范围是为了满足器件最短工作寿命的要求。如果确保器件工作在这个温度区间内,将极大地延长其工作寿命。/ M' y" ?0 w1 P, t7 F) w) R

9 P; L; ]1 ^. g* u) _' j" k    静态参数
1 J1 c$ ~4 Y; E' i* H4 m$ r% ^4 H! F/ o! Y, w1 q+ p+ u2 u, @+ y
    MOS管测试条件一般是在2.5V、4.5V、10V。- q6 {/ a$ Q) j5 c: \

5 _+ T% \8 |% g2 V; C& U
) l6 X$ R2 h0 z( `* A- y9 \1 i4 \7 l
    V(BR)DSS漏源击穿电压: T& z! c$ B. \* t0 v" ?# B" Z

9 z  {- G  I  p' N    是指栅源电压VGS为0时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。加在场效应管上的工作电压必须小于V(BR)DSS。它具有正温度特性。故应以此参数在低温条件下的值作为安全考虑。0 R: b3 K  \0 E2 `7 n+ P

! Q6 t/ _7 o2 ^0 s    V(BR)DSS/△Tj:漏源击穿电压的温度系数,一般为0.1V/℃/ N# o- j( |8 m. W/ E5 h9 D
# U- G, B  ?6 K4 y3 R
    RDS(on)导通电阻; a' N8 g# W! R! M
+ q; ?3 @* N0 @6 ~
    在特定的VGS(一般为10V)、结温及漏极电流的条件下,MOSFET导通时漏源间的最大阻抗。它是一个非常重要的参数,决定了MOSFET导通时的消耗功率。此参数一般会随结温度的上升而有所增大。故应以此参数在最工作结温条件下的值作为损耗及压降计算。1 a, y# Z" I( u" y1 k! H
& a& E! a% L4 X8 i) V- `) r
    VGS(th)开启电压(阀值电压)' {( K1 O, I/ S: N
1 \9 Z5 F) L9 z8 w* P$ b) l
    当外加栅极控制电压VGS超过VGS(th)时,漏区和源区的表面反型层形成了连接的沟道。应用中,常将漏极短接条件下ID等于1毫安时的栅极电压称为开启电压,此参数一般会随结温度的上升而有所降低。
( g5 ~4 I$ K/ M# ?
1 \3 @2 r" v$ J/ d0 z% N    IDSS饱和漏源电流! l4 C9 P+ U3 t8 `" U* w+ K

' d( B' V/ n3 K/ D    栅极电压VGS=0、VDS为一定值时的漏源电流。一般在微安级。
9 \0 s/ ?, u6 A7 H% V+ y' Q2 q% p0 _! c/ j* e
    IGSS栅源驱动电流或反向电流" V2 v) a1 U, D

3 M3 J/ |2 e1 y5 T" ^1 U    由于MOSFET输入阻抗很大,IGSS一般在纳安级。
5 Y  e( X$ |  s, R! J' v6 `, j
6 N. d) f% L# @- J2 p' P    动态参数: U: C- C7 p6 y* L
6 P" B% ]; d) W9 J

* Q& `# w' V: [) ~' v9 e5 {
8 c# r* ~1 N/ `: [; L0 P: t& v    gfs:跨导+ A( I' C! G: Z# c) C
2 |' e# m; _8 F+ W) n* C
    是指漏极输出电流的变化量与栅源电压变化量之比,是栅源电压对漏极电流控制能力大小的量度0 \& ]5 _( V) t* |' y4 H6 R/ Z
$ P4 V0 i, b4 z( G6 E
    Qg:栅极总充电电量( G  {4 o. b& ]# ^3 Q, u' Y2 S

- ~% ~" a) g/ S: n    Qgs:栅源充电电量
/ G, ?5 _9 W2 E0 z; I; s( q( |, R1 P" T' c
    Qgd:栅漏充电电量; |# R: @1 V& C( b( ~

/ }+ w+ c6 l8 a9 M, |& r: G    MOSFET是电压型驱动器件,驱动的过程就是栅极电压的建立过程,这是通过对栅源及栅漏之间的电容充电来实现的。
/ ~9 `9 B, T% j. ]5 I. B: J5 i+ ]8 ]; o
    Ciss:输入电容
8 s5 p# r, z6 E: d8 S5 Q- z* L7 p2 O' X6 [  @: @0 }( m( C
    将漏源短接,用交流信号测得的栅极和源极之间的电容。Ciss=CGD+CGS。对器件的开启和关断延时有直接的影响。
* G6 x0 `: x* n- y) C3 T' `* B6 X( B8 N
    Coss:输出电容
% L" ^8 {5 ~( }5 P- D+ O% E" W1 ?
" m; X( d: ~4 Y  _- H4 R    将栅源短接,用交流信号测得的漏极和源极之间的电容。Coss=CDS+CGD。
) h& Y! k" U+ A& w: [3 A7 r4 p
; _. |3 L" \' Y! n3 a4 a! t( Z    Crss:反向传输电容
) Z" }( d1 G% Z# Z+ s* W6 u- D! @' V! p
    在源极接地的情况下,测得的漏极和栅极之间的电容Crss=CGD。对于开关的上升和下降时间来说是其中一个重要的参数。( l9 T& I# G8 x0 p( `
7 B9 D) m6 m2 d2 e- `, Z$ s
    其他参数% x$ I4 V2 C2 t
* K7 o5 ?" Z" \4 P; ~
    Td(on):导通延迟时间
0 N. Y  |5 W( Y' ~' A8 _0 Z1 H  Y4 y/ ]  V5 b
    从有输入电压上升到10%开始到VDS(Vout)下降到其幅值90%的时间(如下图示)。$ G. f5 Z: v5 n) `# N$ w
# E2 X) f( t% E! v7 C, C/ `
; V8 N4 F' Z% r0 e" x
    Tr:上升时间: j" L8 [7 w0 k2 ]3 j9 c4 N$ M. [

- l9 o1 u- O, B# _! [  A  q    输出电压VDS(Vout)从90%下降到其幅值10%的时间。
9 ~% S. t- D: O  d. Y+ L5 w8 s" }; d$ Y1 ]4 d
    Td(off):关断延迟时间
0 U* D3 ^/ Y" `. l3 ~; ?* x0 X' r3 m0 S8 O, c0 G( D8 Q
    输入电压下降到90%开始到VDS(Vout)上升到其关断电压时10%的时间0 B6 w, W8 N$ S! o0 \
6 Z0 I+ V3 Z; R: h, f) B6 S7 D
    Tf:下降时间; O  z- e, Q! {; u9 |  }! m
1 Y) y  }6 r1 @5 |$ I- t! c' \% Q
    输出电压VDS(Vout)从10%上升到其幅值90%的时间,参照下图所示。
* }& ?' b+ B9 E3 d
# ]/ B9 c6 {7 Q% K    雪崩击穿参数8 _4 G8 m8 X$ |1 |/ B
. z2 [. `% P5 H  o
    EAS:单次脉冲雪崩击穿能量,说明MOSFET所能承受的最大雪崩击穿能量8 s9 u% r3 E3 \3 d
  O* O" X- _+ y8 q( c* Z/ P
    IAR:雪崩电流1 ~, N" B+ m0 g, k
0 A; i) z, |) m# K) S) i
    EAR:重复雪崩击穿能量
1 ~& A& c1 `! x0 M3 n( k7 w) w7 [6 O; Y
    体内二极管参数
$ U: h3 ~( ]0 ]) M+ z* A7 t* n0 ^
4 ?$ |2 H) W# o; o8 W7 n    IS:连续最大续流电流(从源极)
% g, i+ w1 a+ E# u+ a8 C  j- ?2 m
8 R2 O2 s  O' e% I% \' U    ISM:脉冲最大续流电流(从源极)
" a6 B2 {  |& X+ X0 t8 w& [0 i# ~5 @  r4 A& U
    VSD:正向导通压降
$ e. \& N2 I* k  [2 g
- U& Y0 A3 I7 W) R/ b% w0 b    Trr:反向恢复时间
( q2 ]& F* F9 h
2 E2 r- T( G' T+ k: I0 u- H) U    Qrr:反向恢复充电电量/ B2 h/ U0 X2 B
2 t9 h/ l' B* k3 V
    Ton:正向导通时间(基本可以忽略不计)
1 F+ w2 I- D- N' j6 ^2 Q' E2 k* l& g  Y
   
9 N: U4 x* z2 t+ _0 U' Y! }
& O% H( G: h* }* j
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