در مورد پارامترهای ماسفت چقدر می دانید؟ OLUKEY آن را برای شما تجزیه و تحلیل می کند

"MOSFET" مخفف Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor است. این دستگاه از سه ماده ساخته شده است: فلز، اکسید (SiO2 یا SiN) و نیمه هادی. ماسفت یکی از اساسی ترین وسایل در زمینه نیمه هادی ها است. چه در طراحی آی سی و چه در کاربردهای مدار در سطح برد، بسیار گسترده است. پارامترهای اصلی ماسفت عبارتند از ID، IDM، VGSS، V(BR)DSS، RDS(on)، VGS(th) و ... آیا اینها را می شناسید؟ شرکت OLUKEY به عنوان یک شرکت وینسوک تایوانی متوسط و پایین ولتاژ متوسط و پایینماسفتارائه دهنده خدمات عامل، دارای یک تیم اصلی با نزدیک به 20 سال تجربه است تا پارامترهای مختلف ماسفت را با جزئیات به شما توضیح دهد!

شرح معنی پارامترهای ماسفت

1. پارامترهای شدید:

شناسه: حداکثر جریان منبع تخلیه. این به حداکثر جریان مجاز برای عبور بین درین و منبع اشاره دارد که ترانزیستور اثر میدان به طور معمول کار می کند. جریان عملیاتی ترانزیستور اثر میدانی نباید از ID تجاوز کند. این پارامتر با افزایش دمای محل اتصال کاهش می یابد.

IDM: حداکثر جریان پالس منبع تخلیه. این پارامتر با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد که نشان‌دهنده مقاومت ضربه‌ای است و همچنین به زمان پالس مربوط می‌شود. اگر این پارامتر خیلی کوچک باشد، سیستم ممکن است در معرض خطر شکسته شدن جریان در طول آزمایش OCP باشد.

PD: حداکثر توان تلف شده. این به حداکثر اتلاف توان منبع تخلیه مجاز بدون بدتر شدن عملکرد ترانزیستور اثر میدان اشاره دارد. هنگام استفاده، مصرف برق واقعی FET باید کمتر از PDSM باشد و یک حاشیه مشخص باقی بگذارد. این پارامتر به طور کلی با افزایش دمای محل اتصال کاهش می یابد

VDSS: حداکثر ولتاژ مقاومت در برابر منبع تخلیه. ولتاژ منبع تخلیه زمانی که جریان تخلیه به مقدار مشخصی می رسد (به شدت افزایش می یابد) تحت یک دمای خاص و اتصال کوتاه منبع دروازه. ولتاژ منبع تخلیه در این مورد ولتاژ شکست بهمن نیز نامیده می شود. VDSS دارای ضریب دمایی مثبت است. در دمای 50- درجه سانتی گراد، VDSS تقریبا 90 درصد از دمای 25 درجه سانتی گراد است. با توجه به محدودیتی که معمولاً در تولید عادی باقی می ماند، ولتاژ شکست بهمن ماسفت همیشه بیشتر از ولتاژ نامی نامی است.

اولوکینکات گرم: برای اطمینان از قابلیت اطمینان محصول، در بدترین شرایط کاری، توصیه می شود که ولتاژ کاری نباید از 80 تا 90 درصد مقدار نامی تجاوز کند.

VGSS: حداکثر ولتاژ مقاومت در برابر منبع گیت. زمانی که جریان معکوس بین گیت و منبع شروع به افزایش شدید می کند، به مقدار VGS اشاره دارد. بیش از این مقدار ولتاژ باعث شکست دی الکتریک لایه اکسید گیت می شود که یک شکست مخرب و غیر قابل برگشت است.

TJ: حداکثر دمای محل اتصال. معمولاً 150 یا 175 درجه سانتیگراد است. در شرایط کاری طراحی دستگاه، لازم است از تجاوز از این دما جلوگیری شود و حاشیه مشخصی باقی بماند.

TSTG: محدوده دمای ذخیره سازی

این دو پارامتر، TJ و TSTG، محدوده دمای محل اتصال مجاز توسط محیط کار و ذخیره سازی دستگاه را کالیبره می کنند. این محدوده دمایی به گونه ای تنظیم شده است که حداقل عمر کاری مورد نیاز دستگاه را برآورده کند. اگر اطمینان حاصل شود که دستگاه در این محدوده دما کار می کند، عمر کاری آن تا حد زیادی افزایش می یابد.

2. پارامترهای استاتیک

شرایط تست ماسفت معمولاً 2.5 ولت، 4.5 ولت و 10 ولت است.

V(BR)DSS: ولتاژ شکست منبع تخلیه. این به حداکثر ولتاژ منبع تخلیه اشاره دارد که ترانزیستور اثر میدان می تواند تحمل کند زمانی که ولتاژ گیت منبع VGS 0 باشد. این یک پارامتر محدود کننده است و ولتاژ عملیاتی اعمال شده به ترانزیستور اثر میدان باید کمتر از V(BR) باشد. DSS. دارای ویژگی های دمایی مثبت است. بنابراین، مقدار این پارامتر در شرایط دمای پایین باید به عنوان یک ملاحظات ایمنی در نظر گرفته شود.

△V(BR)DSS/△Tj: ضریب دمایی ولتاژ شکست منبع تخلیه، معمولاً 0.1V/℃

RDS(روشن): تحت شرایط خاص VGS (معمولاً 10 ولت)، دمای اتصال و جریان تخلیه، حداکثر مقاومت بین تخلیه و منبع هنگام روشن شدن ماسفت. این یک پارامتر بسیار مهم است که توان مصرفی هنگام روشن شدن ماسفت را تعیین می کند. این پارامتر به طور کلی با افزایش دمای محل اتصال افزایش می یابد. بنابراین، مقدار این پارامتر در بالاترین دمای اتصال عملیاتی باید برای محاسبه تلفات و افت ولتاژ استفاده شود.

VGS(th): ولتاژ روشن (ولتاژ آستانه). زمانی که ولتاژ کنترل گیت خارجی VGS از VGS(th) فراتر رود، لایه‌های وارونگی سطحی مناطق تخلیه و منبع یک کانال متصل را تشکیل می‌دهند. در کاربردها، ولتاژ گیت زمانی که ID برابر با 1 میلی آمپر در شرایط اتصال کوتاه تخلیه است، اغلب ولتاژ روشن نامیده می شود. این پارامتر به طور کلی با افزایش دمای محل اتصال کاهش می یابد

IDSS: جریان منبع تخلیه اشباع، جریان منبع تخلیه زمانی که ولتاژ گیت VGS=0 و VDS یک مقدار مشخص است. به طور کلی در سطح میکرو آمپر

IGSS: جریان درایو منبع گیت یا جریان معکوس. از آنجایی که امپدانس ورودی ماسفت بسیار بزرگ است، IGSS به طور کلی در سطح نانو آمپر است.

3. پارامترهای دینامیک

gfs: ترانس رسانایی. این به نسبت تغییر در جریان خروجی تخلیه به تغییر ولتاژ منبع دروازه اشاره دارد. این معیار توانایی ولتاژ گیت منبع برای کنترل جریان تخلیه است. لطفاً به نمودار برای رابطه انتقال بین gfs و VGS نگاه کنید.

Qg: ظرفیت شارژ کل گیت. ماسفت یک دستگاه محرک از نوع ولتاژ است. فرآیند رانندگی فرآیند ایجاد ولتاژ گیت است. این با شارژ کردن ظرفیت بین منبع دروازه و تخلیه دروازه به دست می آید. در ادامه این جنبه به تفصیل مورد بحث قرار خواهد گرفت.

Qgs: ظرفیت شارژ منبع گیت

Qgd: شارژ دروازه به تخلیه (با در نظر گرفتن اثر میلر). ماسفت یک دستگاه محرک از نوع ولتاژ است. فرآیند رانندگی فرآیند ایجاد ولتاژ گیت است. این با شارژ کردن ظرفیت بین منبع دروازه و تخلیه دروازه به دست می آید.

Td(روشن): زمان تأخیر هدایت. زمان از زمانی که ولتاژ ورودی به 10٪ افزایش می یابد تا VDS به 90٪ دامنه آن کاهش یابد.

Tr: زمان افزایش، زمان کاهش ولتاژ خروجی VDS از 90% به 10% دامنه آن.

Td(خاموش): زمان تاخیر خاموش شدن، زمان از زمانی که ولتاژ ورودی به 90٪ کاهش می یابد تا زمانی که VDS به 10٪ ولتاژ خاموش می رسد.

Tf: زمان پاییز، زمان افزایش ولتاژ خروجی VDS از 10٪ به 90٪ دامنه آن.

Ciss: ظرفیت ورودی را وارد کنید، تخلیه و منبع را اتصال کوتاه کنید و ظرفیت بین گیت و منبع را با سیگنال AC اندازه گیری کنید. Ciss = CGD + CGS (اتصال کوتاه CDS). تاثیر مستقیمی بر تاخیر روشن و خاموش شدن دستگاه دارد.

Coss: ظرفیت خروجی، گیت و منبع را اتصال کوتاه کرده و ظرفیت بین تخلیه و منبع را با سیگنال AC اندازه گیری کنید. Coss = CDS + CGD

Crss: ظرفیت انتقال معکوس. با اتصال منبع به زمین، ظرفیت اندازه گیری شده بین تخلیه و گیت Crss=CGD. یکی از پارامترهای مهم برای سوئیچ ها زمان صعود و سقوط است. Crss=CGD

ظرفیت بین الکترود و ظرفیت القایی ماسفت ماسفت توسط اکثر سازندگان به ظرفیت ورودی، ظرفیت خروجی و ظرفیت بازخورد تقسیم می شود. مقادیر ذکر شده برای ولتاژ تخلیه به منبع ثابت است. این ظرفیت‌ها با تغییر ولتاژ منبع تخلیه تغییر می‌کنند و مقدار خازن تأثیر محدودی دارد. مقدار خازن ورودی فقط یک نشانه تقریبی از شارژ مورد نیاز مدار راننده را نشان می دهد، در حالی که اطلاعات شارژ گیت مفیدتر است. این مقدار انرژی را که گیت باید شارژ کند تا به یک ولتاژ گیت به منبع خاص برسد را نشان می دهد.

4. پارامترهای مشخصه شکست بهمن

پارامتر مشخصه خرابی بهمن نشانگر توانایی ماسفت در تحمل اضافه ولتاژ در حالت خاموش است. اگر ولتاژ از ولتاژ حد منبع تخلیه بیشتر شود، دستگاه در حالت بهمن قرار می گیرد.

EAS: انرژی شکست بهمن تک پالس. این یک پارامتر حدی است که نشان‌دهنده حداکثر انرژی شکست بهمن است که ماسفت می‌تواند تحمل کند.

IAR: جریان بهمنی

EAR: انرژی شکست مکرر بهمن

5. پارامترهای دیود در داخل بدن

IS: حداکثر جریان آزاد چرخش مداوم (از منبع)

ISM: حداکثر جریان آزاد چرخشی پالس (از منبع)

VSD: افت ولتاژ رو به جلو

Trr: زمان بازیابی معکوس

Qrr: بازیابی شارژ معکوس

تن: زمان هدایت به جلو. (اصولا قابل اغماض)

پارامترهای مشخصه شکست بهمن WINSOK MOSFET

تعریف زمان روشن و خاموش شدن ماسفت

در طول فرآیند درخواست، ویژگی های زیر اغلب باید در نظر گرفته شود:

1. ویژگی های ضریب دمایی مثبت V (BR) DSS. این ویژگی که با دستگاه های دوقطبی متفاوت است، با افزایش دمای کارکرد معمولی، آنها را قابل اعتمادتر می کند. اما باید به قابلیت اطمینان آن در هنگام شروع سرد در دمای پایین نیز توجه کنید.

2. مشخصات ضریب دمایی منفی V(GS)th. با افزایش دمای محل اتصال، پتانسیل آستانه دروازه تا حدی کاهش می یابد. مقداری تشعشع نیز این پتانسیل آستانه را کاهش می دهد، احتمالاً حتی زیر پتانسیل 0. این ویژگی نیازمند توجه مهندسان به تداخل و راه اندازی کاذب ماسفت ها در این شرایط است، به ویژه برای کاربردهای ماسفت با پتانسیل های آستانه پایین. با توجه به این ویژگی، گاهی اوقات لازم است پتانسیل ولتاژ خاموش درایور گیت را به مقدار منفی (اشاره به نوع N، نوع P و غیره) طراحی کرد تا از تداخل و تحریک کاذب جلوگیری شود.

3. ویژگی های ضریب دمایی مثبت VDSon/RDSo. مشخصه ای که VDSon/RDSon با افزایش دمای محل اتصال اندکی افزایش می یابد، استفاده مستقیم از ماسفت ها را به صورت موازی ممکن می سازد. دستگاه های دوقطبی در این زمینه دقیقا برعکس هستند، بنابراین استفاده از آنها به صورت موازی بسیار پیچیده می شود. RDSon نیز با افزایش ID کمی افزایش می یابد. این مشخصه و ویژگی های دمایی مثبت اتصال و سطح RDSon باعث می شود که ماسفت از خرابی ثانویه مانند دستگاه های دوقطبی جلوگیری کند. با این حال، باید توجه داشت که تأثیر این ویژگی کاملاً محدود است. هنگامی که به صورت موازی، فشار کش یا سایر برنامه ها استفاده می شود، نمی توانید به طور کامل به خود تنظیمی این ویژگی اعتماد کنید. برخی اقدامات اساسی هنوز مورد نیاز است. این ویژگی همچنین توضیح می دهد که تلفات هدایت در دماهای بالا بزرگتر می شود. بنابراین هنگام محاسبه تلفات باید به انتخاب پارامترها توجه ویژه ای شود.

4. مشخصه های ضریب دمایی منفی ID، درک پارامترهای MOSFET و مشخصات اصلی آن ID با افزایش دمای محل اتصال به طور قابل توجهی کاهش می یابد. این ویژگی باعث می شود که اغلب در طول طراحی، پارامترهای ID آن در دماهای بالا در نظر گرفته شود.

5. مشخصات ضریب دمایی منفی قابلیت بهمن IER/EAS. پس از افزایش دمای اتصال، اگرچه ماسفت دارای یک V(BR)DSS بزرگتر خواهد بود، باید توجه داشت که EAS به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. یعنی توانایی آن در تحمل بهمن در شرایط دمایی بالا بسیار ضعیف تر از دمای معمولی است.

6. قابلیت هدایت و عملکرد بازیابی معکوس دیود انگلی در ماسفت بهتر از دیودهای معمولی نیست. انتظار نمی رود که به عنوان حامل جریان اصلی در حلقه در طراحی استفاده شود. دیودهای مسدود کننده اغلب به صورت سری به هم متصل می شوند تا دیودهای انگلی بدن را باطل کنند و از دیودهای موازی اضافی برای تشکیل یک حامل الکتریکی مدار استفاده می شود. با این حال، می توان آن را به عنوان یک حامل در مورد رسانش کوتاه مدت یا برخی نیازهای جریان کوچک مانند یکسوسازی سنکرون در نظر گرفت.

7. افزایش سریع پتانسیل تخلیه ممکن است باعث تحریک کاذب درایو گیت شود، بنابراین این احتمال باید در برنامه های بزرگ dVDS/dt (مدارهای سوئیچینگ سریع فرکانس بالا) در نظر گرفته شود.