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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?/ g' j7 c3 m1 C- m
3 R+ F* H; M; a/ Q# O
    极限参数. V; y; \( s, c. ~; X6 d8 V

% n8 n  D6 O: Y& n% \- ?7 ]2 L2 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。) l5 z! G5 Y2 j

' ~! G$ ^  a9 N" |冠华伟业为你解读MOS管各项参数!
/ F( G, t9 G# c& j. R* T; V
# G3 |$ {+ {, G4 A" Q2 F    VDSS最大漏源承受电压
/ z6 |) W+ o- h# }0 y
5 ~  A+ F4 k& V9 E    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。% E. E6 I% S" q$ U5 \: m6 g
4 W3 [) S4 |' K
    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%。: i; y/ U; Q" C8 r- r
3 T( X9 D" i7 N
    VGSS最大栅源承受电压
6 _9 ^) j9 J  x7 \% \3 p  X9 |) Y* c. U' ?
    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。
" I+ E, f5 w: w: v+ U8 D! d/ U0 }& _+ }
    ID最大漏源电流
, W" @% I) V; z4 M  @* E  N; l, n" D  `  p  [
    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。
: M( |* I, p) I# ]4 q' U
' I3 t5 }- y! _) d+ Z  j. F* H1 F    IDM最大脉冲漏源电流2 U* c9 ?7 A* f

! ?) i2 Y9 p+ `    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。
0 g+ n0 i5 @0 P3 q! L
6 O6 U- M& @' B0 [# O9 ^! W8 @. L    PD最大耗散功率
) O' d9 p% h8 a( G, X& Y/ K$ M1 o
9 |/ V% ?/ z0 v2 g+ F; j  @% c+ m    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。
$ c& Z7 i+ v! Z' n6 o. A! }, i6 _* R0 g4 B2 m0 Z4 j
    TJ,TSTG工作温度和存储环境温度的范围
* G4 I# r  ?7 x1 S3 r' ^6 q3 _! g0 P3 N: |9 @& g
    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。; o8 O! ]4 b% l& Z2 n
7 Q$ O5 H: Q3 u
    静态参数; U5 H% l) q4 r1 B7 o

# E, E9 Z# x* S* E) W" c) M' E    MOS管测试条件一般是在2.5V、4.5V、10V。
% O1 x8 _. ^6 ~
- }! n- Y3 [* k8 D4 Q! }' d: X8 ]) X! c" i  F, Y

6 P6 Y$ ]( S4 ]    V(BR)DSS漏源击穿电压9 A$ ^# z! `: p- ^( O4 Z$ B

! X% O/ W% v# z9 L3 A4 Z) r, ]    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。7 |7 k6 N7 p  Z! T8 i4 R2 Q
" J2 C, k3 G- e8 `5 |
    V(BR)DSS/△Tj:漏源击穿电压的温度系数,一般为0.1V/℃
4 N, p* e( `. F0 v7 T3 L) |
. }' x! ~# s; H# x( R* Z1 B    RDS(on)导通电阻
1 _' m  w1 e" l* m" f$ N+ g9 C6 x  t
    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。, e& [# d* x; f$ m& p/ T

  `, M# I0 m: Q) p    VGS(th)开启电压(阀值电压)+ p2 @0 Q, @( f2 L; q; A

8 i0 D: I" F. E    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。
/ O; h! N, e/ s/ J
2 o9 s& B0 \* A5 q* L    IDSS饱和漏源电流
9 U* O8 d9 u$ _( |' P: Y4 n' s2 b
. j# C6 h7 M% V5 y4 P; J1 l    栅极电压VGS=0、VDS为一定值时的漏源电流。一般在微安级。
8 s' ]2 e+ V5 f% ~: m4 M
) J' u9 G7 {% _0 N! K# W) W    IGSS栅源驱动电流或反向电流
8 x9 W9 e  W3 n& }: {9 G
. C* ^8 @4 _( C( {3 x9 S* i7 [    由于MOSFET输入阻抗很大,IGSS一般在纳安级。
1 C/ T6 @6 ~, Z: Y7 Z9 b( j
- I( q0 h1 R( `; ?    动态参数/ {* _% P  ^, \7 P7 }
! A! n/ `; y7 V# A; N. v. |
2 v. S& G  }# v7 i

/ ]5 D( m4 C. y+ _( N1 x4 G    gfs:跨导/ l+ H% P& j' w% ]

/ d) `9 K8 h; Q( ?( @9 A) R# {3 t    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9 C1 K# Q( `! R/ r$ e7 R% |2 @4 n

9 o2 o9 d' R3 d, _    Qg:栅极总充电电量
; V1 i( z) R' q! J. p6 a+ A1 m$ ]* S; V& y3 w
    Qgs:栅源充电电量
2 D; a9 ]8 \, d- z
: C7 F' h# ]+ W6 y8 Q    Qgd:栅漏充电电量
# g; G  n0 {& T/ z. w: U  n
+ K' A( p2 _& Y5 }+ z4 P( ]$ P    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。, t0 V- ^6 g, B, f9 \7 K

. J; r4 R4 Y9 C9 Q/ `    Ciss:输入电容- \8 d4 Z& F. P0 U8 d3 [7 k( P% ?7 F' D
2 s& t9 r$ A2 m. L. H, R
    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。% p; t& h5 U8 @) z7 t& C- t

9 V2 S0 {, N  E1 \* e    Coss:输出电容
) H6 }! t8 r4 T/ {( y1 |1 X! X- ]; T
    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。
; {; @; F* E6 G/ c
$ D+ g$ u) S8 w3 k    Crss:反向传输电容' e2 S& D5 L3 J  F2 s
: {: J1 [! Q1 n: C8 r
    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。
7 p+ R& a9 |2 S' H
! \0 d7 D6 W: f    其他参数1 c* f9 A0 J+ b5 F  k

3 @. ]3 M% r+ M2 ^4 |5 D    Td(on):导通延迟时间1 c. H9 t4 `- j7 n& ^

) v! _/ L0 O4 R) Z, A9 T& G    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)。5 L8 z7 i* M7 E1 N% X

- M+ Y+ m( C& l7 w
' e) p" V' f9 G: O    Tr:上升时间
3 e4 z& P) }5 Z9 B- T9 V0 M
4 s8 e, [' b$ W# \7 S7 H; ?    输出电压VDS(Vout)从90%下降到其幅值10%的时间。
. ]2 L: {, I' \. S% J0 X; I' ]" G* V3 X- n. P
    Td(off):关断延迟时间# C) H2 D! C* Q- Z

6 w6 \! L8 t" \, U" ^  s, {2 Z    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
6 {: A4 A9 S$ \# y0 y- W5 ]: b* A: p$ l" M8 {
    Tf:下降时间+ D0 M! @- L6 [5 x

% s7 O- |! j: F! H4 p- u' o3 H    输出电压VDS(Vout)从10%上升到其幅值90%的时间,参照下图所示。+ k% g, X, |6 R7 }1 j3 Y9 {" j8 m

7 [, @' m0 `/ X    雪崩击穿参数
/ ^3 M* ~  Y( I8 e# a9 n3 n% a. m# I* L7 r, q* 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2 V7 J/ }6 ^2 a+ O( K

8 T) m# u! _4 V, U' M    IAR:雪崩电流
+ _9 t2 q1 \* u5 _& ^% P9 e) L1 N3 ^5 _! b- i+ D* {8 x
    EAR:重复雪崩击穿能量
% V; L2 O2 R0 z2 G
, F# ^, _/ }% Y. y- O; L1 p    体内二极管参数$ s: _, y( e; g, f! b: U; j/ Z
! f3 P! |- G2 p
    IS:连续最大续流电流(从源极)  f5 ]7 I( Q8 f1 |

% E5 K7 r; `( J- C3 T% V% T3 t    ISM:脉冲最大续流电流(从源极)
2 A1 T% i3 w- u0 b' n- |7 m& V
$ o' i/ E  w2 r2 w, S0 s: U    VSD:正向导通压降4 V1 R; v/ v, W2 C& M
5 d# O8 a) r/ F' |3 n1 F$ j
    Trr:反向恢复时间
" ]" a! R1 w! N5 F
0 q, w2 Q& f  S, a    Qrr:反向恢复充电电量1 n5 H. d1 j7 }; n# l
5 p( j/ [& a; _$ J' r# `& p0 i3 v
    Ton:正向导通时间(基本可以忽略不计)
8 h6 a1 w! n3 i0 G% N7 P* e0 p: s9 u  j/ N
    " P2 s' Q6 v$ V2 g
: y5 Y! W$ h. |& w3 N3 D. X+ X
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