توضیح هر یک از پارامترهای ماسفت های قدرت

VDSS حداکثر ولتاژ منبع تخلیه

با اتصال منبع دروازه، رتبه بندی ولتاژ منبع تخلیه (VDSS) حداکثر ولتاژی است که می تواند بدون شکست بهمن به منبع تخلیه اعمال شود. بسته به دما، ولتاژ شکست واقعی بهمن ممکن است کمتر از VDSS نامی باشد. برای توضیحات مفصل V(BR)DSS، به الکترواستاتیک مراجعه کنید

برای توصیف دقیق V(BR)DSS، به ویژگی های الکترواستاتیک مراجعه کنید.

VGS حداکثر ولتاژ منبع گیت

رتبه بندی ولتاژ VGS حداکثر ولتاژی است که می توان بین قطب های منبع گیت اعمال کرد. هدف اصلی از تنظیم این رتبه بندی ولتاژ جلوگیری از آسیب به اکسید گیت ناشی از ولتاژ بیش از حد است. ولتاژ واقعی که اکسید گیت می تواند تحمل کند بسیار بیشتر از ولتاژ نامی است، اما با فرآیند تولید متفاوت خواهد بود.

اکسید گیت واقعی می تواند ولتاژهای بسیار بالاتری نسبت به ولتاژ نامی تحمل کند، اما این با فرآیند تولید متفاوت است، بنابراین حفظ VGS در ولتاژ نامی، قابلیت اطمینان برنامه را تضمین می کند.

شناسه - جریان نشتی مداوم

ID به عنوان حداکثر جریان DC مداوم مجاز در حداکثر دمای نامی محل اتصال، TJ(max) و دمای سطح لوله 25 درجه سانتیگراد یا بالاتر تعریف می شود. این پارامتر تابعی از مقاومت حرارتی نامی بین محل اتصال و کیس، RθJC و دمای کیس است:

تلفات سوئیچینگ در ID گنجانده نشده است و حفظ دمای سطح لوله در 25 درجه سانتیگراد (Tcase) برای استفاده عملی دشوار است. بنابراین، جریان سوئیچینگ واقعی در کاربردهای سوئیچینگ سخت معمولاً کمتر از نصف امتیاز ID @TC = 25 درجه سانتیگراد است، معمولاً در محدوده 1/3 تا 1/4. مکمل

علاوه بر این، اگر از مقاومت حرارتی JA استفاده شود، می توان شناسه را در یک دمای خاص تخمین زد که مقدار واقعی تری است.

IDM - جریان تخلیه ضربه ای

این پارامتر میزان جریان پالسی را که دستگاه می تواند تحمل کند را نشان می دهد که بسیار بیشتر از جریان DC پیوسته است. هدف از تعریف IDM عبارت است از: ناحیه اهمی خط. برای یک ولتاژ منبع گیت معین،ماسفتبا حداکثر جریان تخلیه انجام می شود

جاری همانطور که در شکل نشان داده شده است، برای یک ولتاژ منبع دروازه، اگر نقطه عملیاتی در ناحیه خطی قرار داشته باشد، افزایش جریان تخلیه، ولتاژ منبع تخلیه را افزایش می‌دهد که تلفات هدایت را افزایش می‌دهد. کارکرد طولانی مدت در توان بالا منجر به خرابی دستگاه می شود. به همین دلیل

بنابراین، IDM نامی باید در زیر ناحیه در ولتاژهای معمولی درایو گیت تنظیم شود. نقطه برش منطقه در تقاطع Vgs و منحنی است.

بنابراین، برای جلوگیری از داغ شدن و سوختن بیش از حد تراشه، باید حد چگالی جریان بالایی تنظیم شود. این اساساً برای جلوگیری از عبور جریان بیش از حد از سرنخ های بسته است، زیرا در برخی موارد "ضعیف ترین اتصال" در کل تراشه، تراشه نیست، بلکه لید بسته است.

با توجه به محدودیت‌های اثرات حرارتی بر روی IDM، افزایش دما به عرض پالس، فاصله زمانی بین پالس‌ها، اتلاف گرما، RDS(روشن)، و شکل موج و دامنه جریان پالس بستگی دارد. صرفاً اطمینان از اینکه جریان پالس از حد IDM تجاوز نمی کند، تضمین نمی کند که دمای اتصال

از حداکثر مقدار مجاز تجاوز نمی کند. دمای اتصال تحت جریان پالسی را می توان با مراجعه به بحث مقاومت حرارتی گذرا در خواص حرارتی و مکانیکی تخمین زد.

PD - مجموع اتلاف برق مجاز کانال

مجموع اتلاف توان کانال مجاز حداکثر توان اتلاف شده توسط دستگاه را کالیبره می کند و می تواند به عنوان تابعی از حداکثر دمای اتصال و مقاومت حرارتی در دمای مورد 25 درجه سانتیگراد بیان شود.

TJ، TSTG - محدوده دمای محیط عملیاتی و ذخیره سازی

این دو پارامتر محدوده دمای محل اتصال مجاز توسط محیط های عملیاتی و ذخیره سازی دستگاه را کالیبره می کنند. این محدوده دما به گونه ای تنظیم شده است که حداقل عمر کاری دستگاه را برآورده کند. اطمینان از اینکه دستگاه در این محدوده دما کار می کند، عمر کارکرد آن را تا حد زیادی افزایش می دهد.

EAS-تک پالس انرژی شکست بهمن

 

اگر بیش از حد ولتاژ (معمولاً به دلیل جریان نشتی و اندوکتانس سرگردان) از ولتاژ شکست تجاوز نکند، دستگاه دچار خرابی بهمنی نمی شود و بنابراین نیازی به قابلیت از بین بردن خرابی بهمن ندارد. انرژی شکست بهمن مازاد گذرا را که دستگاه می تواند تحمل کند کالیبره می کند.

انرژی شکست بهمن مقدار ایمن ولتاژ بیش از حد گذرا را که یک دستگاه می تواند تحمل کند را تعریف می کند و به مقدار انرژی که برای وقوع شکست بهمن باید تلف شود بستگی دارد.

دستگاهی که رتبه انرژی شکست بهمن را تعریف می کند، معمولاً رتبه EAS را نیز تعریف می کند که از نظر معنایی مشابه رتبه بندی UIS است و تعیین می کند که دستگاه چقدر انرژی شکست معکوس بهمن را می تواند به طور ایمن جذب کند.

L مقدار اندوکتانس و iD حداکثر جریان در سلف است که به طور ناگهانی به جریان تخلیه در دستگاه اندازه گیری تبدیل می شود. ولتاژ تولید شده در سراسر سلف از ولتاژ شکست ماسفت بیشتر است و منجر به شکست بهمن می شود. هنگامی که خرابی بهمن رخ می دهد، جریان در سلف از دستگاه ماسفت عبور می کند، حتی اگرماسفتخاموش است. انرژی ذخیره شده در سلف مشابه انرژی ذخیره شده در سلف سرگردان است که توسط ماسفت تلف می شود.

هنگامی که ماسفت ها به صورت موازی متصل می شوند، ولتاژهای شکست به سختی بین دستگاه ها یکسان است. آنچه معمولاً اتفاق می افتد این است که یک دستگاه اولین دستگاهی است که شکست بهمن را تجربه می کند و تمام جریان های شکست بهمن (انرژی) بعدی از طریق آن دستگاه جریان می یابد.

EAR - انرژی تکرار بهمن

انرژی بهمن تکراری به یک "استاندارد صنعت" تبدیل شده است، اما بدون تنظیم فرکانس، سایر تلفات و میزان خنک کننده، این پارامتر معنایی ندارد. شرایط اتلاف گرما (خنک کردن) اغلب بر انرژی تکراری بهمن حاکم است. همچنین پیش بینی سطح انرژی تولید شده توسط شکست بهمن دشوار است.

همچنین پیش بینی سطح انرژی تولید شده توسط شکست بهمن دشوار است.

معنای واقعی رتبه بندی EAR کالیبره کردن انرژی شکست مکرر بهمن است که دستگاه می تواند تحمل کند. این تعریف فرض می کند که هیچ محدودیتی در فرکانس وجود ندارد تا دستگاه بیش از حد گرم نشود، که برای هر دستگاهی که ممکن است خرابی بهمن رخ دهد، واقع بینانه است.

ایده خوبی است که دمای دستگاه در حال کار یا هیت سینک را اندازه گیری کنید تا ببینید آیا دستگاه ماسفت در حین تأیید طراحی دستگاه بیش از حد گرم می شود، به خصوص برای دستگاه هایی که احتمال خرابی بهمن وجود دارد.

IAR - جریان شکست بهمن

برای برخی از دستگاه‌ها، تمایل لبه تنظیم جریان بر روی تراشه در هنگام خرابی بهمن مستلزم این است که IAR جریان بهمن محدود باشد. به این ترتیب، جریان بهمن به "چاپ ریز" مشخصات انرژی شکست بهمن تبدیل می شود. توانایی واقعی دستگاه را نشان می دهد.

قسمت دوم خصوصیات الکتریکی ساکن

V(BR)DSS: ولتاژ شکست منبع تخلیه (ولتاژ تخریب)

V(BR)DSS (گاهی اوقات VBDSS نامیده می شود) ولتاژ منبع تخلیه است که در آن جریانی که از تخلیه عبور می کند در دمایی خاص و با اتصال منبع دروازه به مقدار مشخصی می رسد. ولتاژ منبع تخلیه در این مورد ولتاژ شکست بهمن است.

V(BR)DSS یک ضریب دمایی مثبت است و در دماهای پایین V(BR)DSS کمتر از حداکثر امتیاز ولتاژ منبع تخلیه در 25 درجه سانتی گراد است. در -50 درجه سانتیگراد، V(BR)DSS کمتر از حداکثر امتیاز ولتاژ منبع تخلیه در -50 درجه سانتیگراد است. در -50 درجه سانتیگراد، V(BR)DSS تقریباً 90 درصد حداکثر ولتاژ منبع تخلیه در 25 درجه سانتیگراد است.

VGS(th)، VGS(off): ولتاژ آستانه

VGS(th) ولتاژی است که در آن ولتاژ منبع گیت اضافه شده می تواند باعث شود که درین جریان داشته باشد یا جریان در هنگام خاموش شدن ماسفت ناپدید شود و شرایط آزمایش (جریان تخلیه، ولتاژ منبع تخلیه، اتصال). دما) نیز مشخص شده است. به طور معمول، همه دستگاه های گیت MOS متفاوت هستند

ولتاژ آستانه متفاوت خواهد بود. بنابراین، محدوده تغییرات VGS(th) مشخص می شود. VGS(th) یک ضریب دمایی منفی است، زمانی که دما افزایش می یابد،ماسفتدر یک ولتاژ منبع دروازه نسبتاً کم روشن می شود.

RDS(روشن): مقاومت در برابر

RDS(روشن) مقاومت منبع تخلیه است که در یک جریان تخلیه خاص (معمولاً نیمی از جریان ID)، ولتاژ منبع دروازه و 25 درجه سانتیگراد اندازه‌گیری می‌شود. RDS(روشن) مقاومت منبع تخلیه است که در یک جریان تخلیه خاص (معمولاً نیمی از جریان ID)، ولتاژ منبع دروازه و 25 درجه سانتیگراد اندازه‌گیری می‌شود.

IDSS: جریان تخلیه ولتاژ دروازه صفر

IDSS جریان نشتی بین تخلیه و منبع در یک ولتاژ منبع تخلیه مشخص است که ولتاژ منبع دروازه صفر است. از آنجایی که جریان نشتی با افزایش دما افزایش می یابد، IDSS هم در دمای اتاق و هم در دمای بالا مشخص می شود. اتلاف توان ناشی از جریان نشتی را می توان با ضرب IDSS در ولتاژ بین منابع تخلیه محاسبه کرد که معمولاً ناچیز است.

IGSS - جریان نشت منبع دروازه

IGSS جریان نشتی است که در یک ولتاژ منبع گیت خاص از گیت عبور می کند.

بخش سوم مشخصات الکتریکی دینامیک

سیس: ظرفیت ورودی

ظرفیت بین گیت و منبع، که با سیگنال AC با اتصال کوتاه کردن تخلیه به منبع اندازه گیری می شود، ظرفیت ورودی است. Ciss با اتصال خازن تخلیه دروازه، Cgd، و ظرفیت منبع گیت، Cgs، به صورت موازی، یا Ciss = Cgs + Cgd تشکیل می شود. هنگامی که ظرفیت ورودی به یک ولتاژ آستانه شارژ می شود، دستگاه روشن می شود و هنگامی که به مقدار مشخصی تخلیه می شود، خاموش می شود. بنابراین مدار درایور و سیس تاثیر مستقیمی بر تاخیر روشن و خاموش شدن دستگاه دارند.

Coss: ظرفیت خروجی

ظرفیت خروجی ظرفیت بین تخلیه و منبع است که با سیگنال AC اندازه گیری می شود زمانی که منبع گیت کوتاه است، Coss با موازی سازی ظرفیت منبع تخلیه Cds و ظرفیت گیت تخلیه Cgd یا Coss = Cds + Cgd تشکیل می شود. برای کاربردهای سوئیچینگ نرم، Coss بسیار مهم است زیرا ممکن است باعث ایجاد رزونانس در مدار شود.

Crss: ظرفیت انتقال معکوس

ظرفیت اندازه گیری شده بین تخلیه و گیت با منبع زمین شده، ظرفیت انتقال معکوس است. ظرفیت انتقال معکوس معادل ظرفیت تخلیه دروازه، Cres = Cgd است و اغلب به آن خازن میلر می گویند، که یکی از مهم ترین پارامترها برای زمان های بالا و پایین رفتن یک کلید است.

این یک پارامتر مهم برای زمان های افزایش و کاهش سوئیچینگ است و همچنین بر زمان تاخیر خاموش شدن تاثیر می گذارد. با افزایش ولتاژ تخلیه، به خصوص ظرفیت خروجی و ظرفیت انتقال معکوس، ظرفیت خازن کاهش می یابد.

Qgs، Qgd و Qg: Gate Charge

مقدار شارژ گیت نشان دهنده شارژ ذخیره شده در خازن بین پایانه ها است. از آنجایی که شارژ خازن با ولتاژ در لحظه سوئیچ تغییر می کند، اثر شارژ گیت اغلب هنگام طراحی مدارهای محرک گیت در نظر گرفته می شود.

Qgs بار از 0 تا اولین نقطه عطف است، Qgd بخشی از نقطه عطف اول تا دوم است (که بار "میلر" نیز نامیده می شود)، و Qg بخشی از 0 تا نقطه ای است که VGS برابر با یک درایو خاص است. ولتاژ

تغییرات جریان نشتی و ولتاژ منبع نشتی تأثیر نسبتاً کمی بر مقدار شارژ گیت دارد و شارژ گیت با دما تغییر نمی کند. شرایط آزمون مشخص شده است. نموداری از شارژ گیت در برگه داده نشان داده شده است، شامل منحنی های تغییر شارژ گیت مربوطه برای جریان نشتی ثابت و ولتاژ منبع نشتی متغیر.

منحنی های تغییر شارژ گیت مربوطه برای جریان تخلیه ثابت و ولتاژ منبع تخلیه متغیر در برگه های داده گنجانده شده است. در نمودار، ولتاژ فلات VGS(pl) با افزایش جریان کمتر افزایش می یابد (و با کاهش جریان کاهش می یابد). ولتاژ پلاتو نیز متناسب با ولتاژ آستانه است، بنابراین ولتاژ آستانه متفاوت، ولتاژ فلات متفاوتی تولید می کند.

ولتاژ

نمودار زیر دقیق تر و کاربردی تر است:

td(روشن): زمان تاخیر به موقع

زمان تأخیر به موقع، زمانی است که ولتاژ منبع گیت به 10 درصد ولتاژ درایو گیت افزایش می یابد تا زمانی که جریان نشتی به 10 درصد جریان مشخص شده افزایش می یابد.

td(off): زمان تاخیر خاموش

زمان تأخیر خاموش کردن زمان سپری شده از زمانی است که ولتاژ منبع گیت به 90 درصد ولتاژ درایو گیت کاهش می یابد تا زمانی که جریان نشتی به 90 درصد جریان مشخص شده کاهش می یابد. این نشان دهنده تاخیر تجربه شده قبل از انتقال جریان به بار است.

tr: زمان ظهور

زمان افزایش زمانی است که طول می کشد تا جریان تخلیه از 10٪ به 90٪ برسد.

tf: زمان سقوط

زمان سقوط زمانی است که طول می کشد تا جریان تخلیه از 90٪ به 10٪ کاهش یابد.