"MOSFET" Metal Oxide Semicoductor Field Effect Transistore-ren laburdura da. Hiru materialez egindako gailua da: metala, oxidoa (SiO2 edo SiN) eta erdieroalea. MOSFET erdieroaleen eremuan oinarrizko gailuetako bat da. IC diseinuan edo plaka-mailako zirkuitu aplikazioetan den ala ez, oso zabala da. MOSFETen parametro nagusiak honako hauek dira: ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th), etab. Ezagutzen al dituzu hauek? OLUKEY Company, winsok Taiwango erdi-altuko tentsio ertaineko eta baxuko gisaMOSFETagente zerbitzu hornitzaileak, ia 20 urteko esperientzia duen oinarrizko talde bat du MOSFETen parametro ezberdinak zehatz-mehatz azaltzeko!
MOSFET parametroen esanahiaren deskribapena
1. Muturreko parametroak:
ID: drainatze-iturriaren korronte maximoa. Eremu-efektuko transistorea normaltasunez funtzionatzen duenean drainatzearen eta iturriaren artean igarotzen uzten den korronte maximoari egiten dio erreferentzia. Eremu-efektuko transistorearen funtzionamendu-korronteak ez du ID gainditu behar. Parametro hau txikitu egiten da juntura-tenperatura igo ahala.
IDM: drain-iturburuko korronte pultsatuko maximoa. Parametro hori txikitu egingo da juntura-tenperatura handitu ahala, talka-erresistentzia islatuz eta pultsu-denborarekin ere lotuta dago. Parametro hau txikiegia bada, sistema OCP probetan korronteak apurtzeko arriskua egon daiteke.
PD: xahututako potentzia maximoa. Eremu-efektuko transistorearen errendimendua hondatu gabe onartzen den drain-iturburuko potentzia-disipazio maximoari egiten dio erreferentzia. Erabiltzen denean, FET-aren benetako energia-kontsumoa PDSMrena baino txikiagoa izan behar da eta marjina jakin bat utzi behar du. Parametro hori, oro har, txikiagotu egiten da juntura-tenperatura igo ahala
VDSS: drainatze-iturriaren gehienezko tentsio iraunkorra. Hustubide-iturburuko tentsioa drainatze-korrontea balio zehatz batera iristen denean (bere gorakada nabarmena) tenperatura zehatz batean eta ate-iturburuko zirkuitu laburrean. Hustubide-iturburuko tentsioari kasu honetan elur-jausi-matxura-tentsioa ere deitzen zaio. VDSS tenperatura koefiziente positiboa du. -50 °C-tan, VDSS 25 °C-tan dagoenaren % 90 da gutxi gorabehera. Ekoizpen arruntean utzi ohi den hobariaren ondorioz, MOSFETen elur-jausi-matxuraren tentsioa tentsio nominala baino handiagoa da beti.
OLUKEYAholku beroak: produktuaren fidagarritasuna bermatzeko, lan-baldintza okerrenetan, lan-tentsioak balio nominalaren % 80 ~ 90 ez gainditzea gomendatzen da.
VGSS: Gehienezko ate-iturburuko tentsio iraunkorra. VGS balioari egiten dio erreferentzia atearen eta iturriaren arteko alderantzizko korrontea nabarmen handitzen hasten denean. Tentsio-balio hori gainditzeak ate oxido-geruzaren matxura dielektrikoa eragingo du, hau da, matxura suntsitzailea eta itzulezina da.
TJ: Funtzionamendu-junturaren tenperatura maximoa. 150 ℃ edo 175 ℃ izan ohi da. Gailuaren diseinuaren lan baldintzetan, beharrezkoa da tenperatura hori gainditzea saihestea eta marjina jakin bat uztea.
TSTG: biltegiratze tenperatura tartea
Bi parametro hauek, TJ eta TSTG, gailuaren lan- eta biltegiratze-inguruneak onartzen duen lotura-tenperatura-tartea kalibratzen dute. Tenperatura-tarte hau gailuaren funtzionamendu-bizitzaren gutxieneko baldintzak betetzeko ezartzen da. Gailuak tenperatura tarte horretan funtzionatuko duela ziurtatzen bada, bere lan-bizitza asko luzatuko da.
2. Parametro estatikoak
MOSFET probaren baldintzak, oro har, 2,5 V, 4,5 V eta 10 V dira.
V(BR)DSS: Drain-iturriaren matxura-tentsioa. Eremu-efektuko transistoreak jasan dezakeen drain-iturburuko tentsio maximoari egiten dio erreferentzia ate-iturburuko tentsioa VGS 0 denean. DSS. Tenperaturaren ezaugarri positiboak ditu. Beraz, tenperatura baxuko baldintzetan parametro honen balioa segurtasun kontu gisa hartu behar da.
△V(BR)DSS/△Tj: drainatze-iturriaren matxura-tentsioaren tenperatura-koefizientea, oro har 0,1V/℃
RDS (aktibatuta): VGS (normalean 10V) baldintza jakin batzuetan, juntura-tenperatura eta drainatze-korrontea, drainatzearen eta iturriaren arteko erresistentzia maximoa MOSFET-a pizten denean. MOSFET-a piztean kontsumitzen den potentzia zehazten duen parametro oso garrantzitsua da. Parametro hau, oro har, handitu egiten da juntura-tenperatura igo ahala. Hori dela eta, parametro honen balioa funtzionamendu-juntura-tenperaturarik altuenean erabili behar da galerak eta tentsio-jaitsierak kalkulatzeko.
VGS(th): pizteko tentsioa (atalase-tentsioa). Kanpoko atearen kontrol-tentsioa VGS VGS(th) gainditzen duenean, drainatze- eta iturburu-eskualdeetako gainazaleko inbertsio-geruzek konektatutako kanal bat osatzen dute. Aplikazioetan, ID 1 mA-ren berdina denean ate-tentsioa drainatze-zirkuitu-labur-egoeran deitzen zaio sarritan pizteko tentsioa. Parametro hau, oro har, txikitu egiten da juntura-tenperatura igo ahala
IDSS: drain-iturri-korronte saturatua, drain-iturburu-korrontea ate-tentsioa VGS=0 eta VDS balio jakin bat denean. Orokorrean mikroamp mailan
IGSS: ate-iturburuko disko-korrontea edo alderantzizko korrontea. MOSFET sarrerako inpedantzia oso handia denez, IGSS orokorrean nanoamp mailan dago.
3. Parametro dinamikoak
gfs: transeroankortasuna. Hustubidearen irteerako korrontearen aldaketa ate-iturriaren tentsioaren aldaketaren arteko erlazioari egiten dio erreferentzia. Ate-iturburuko tentsioak drainatze-korrontea kontrolatzeko duen gaitasunaren neurria da. Mesedez, begiratu grafikoa gfs eta VGS arteko transferentzia-harremana ezagutzeko.
Qg: Atea kargatzeko ahalmen osoa. MOSFET tentsio motako gidatzeko gailu bat da. Gidatze-prozesua ate-tentsioaren ezarpen-prozesua da. Hau ate-iturriaren eta ate-hustubidearen arteko kapazitatea kargatuz lortzen da. Alderdi hau zehatz-mehatz aztertuko da jarraian.
Qgs: Gate iturria kargatzeko ahalmena
Qgd: gate-to-drain karga (Miller efektua kontuan hartuta). MOSFET tentsio motako gidatzeko gailu bat da. Gidatze-prozesua ate-tentsioaren ezarpen-prozesua da. Hau ate-iturriaren eta ate-hustubidearen arteko kapazitatea kargatuz lortzen da.
Td(on): eroapen-atzerapen-denbora. Sarrerako tentsioa %10era igotzen denetik VDS bere anplitudearen %90era jaisten den arte
Tr: igoera denbora, VDS irteerako tentsioa bere anplitudearen % 90etik % 10era jaisten den denbora.
Td(off): itzaltzeko atzerapen-denbora, sarrerako tentsioa %90era jaisten denetik VDS itzaltze-tentsioaren %10era igotzen den arte.
Tf: Jaitsiera-denbora, irteera-tentsioa VDS anplitudearen %10etik %90era igotzeko denbora.
Ciss: Sarrerako kapazitantzia, draina eta iturria zirkuitulaburra, eta neurtu atearen eta iturriaren arteko kapazitantzia AC seinale batekin. Ciss= CGD + CGS (CDS zirkuitu laburra). Gailuaren pizteko eta itzaltzeko atzerapenetan eragin zuzena du.
Coss: Irteera kapazitantzia, atea eta iturburua zirkuitu laburtu eta drainatzearen eta iturriaren arteko kapazitatea neurtu AC seinale batekin. Coss = CDS +CGD
Crss: Alderantzizko transmisio-kapazitatea. Iturria lurrera konektatuta dagoela, drainatzearen eta atearen arteko neurtutako kapazitatea Crss=CGD. Etengailuen parametro garrantzitsuenetako bat igoera eta jaitsiera denbora da. Crss=CGD
Elektrodoen arteko kapazitatea eta MOSFETen induzitutako MOSFETen kapazitatea sarrerako kapazitantzian, irteerako kapazitantzian eta feedback kapazitantzian banatzen dira fabrikatzaile gehienek. Aipatu balioak drainatzetik iturrirako tentsio finko baterako dira. Kapazitate hauek draina-iturriaren tentsioa aldatzen den heinean aldatzen dira, eta kapazitatearen balioak eragin mugatua du. Sarrerako kapazitate-balioak gidari-zirkuituak eskatzen duen kargaren gutxi gorabeherako adierazpena baino ez du ematen, atearen karga-informazioa erabilgarriagoa den bitartean. Ate-iturri tentsio jakin batera iristeko ateak kargatu behar duen energia-kopurua adierazten du.
4. Elur-jausi-matxuraren ezaugarri-parametroak
Elur-jausiaren matxura-ezaugarriaren parametroa MOSFETak itzalitako egoeran gaintentsioa jasateko duen gaitasunaren adierazlea da. Tentsioak drainatze-iturri mugako tentsioa gainditzen badu, gailua elur-jausi egoeran egongo da.
EAS: pultsu bakarreko elur-jausiaren matxura-energia. Hau muga-parametro bat da, MOSFET-ak jasan dezakeen elur-jausiaren apurtze-energia maximoa adierazten duena.
IAR: elur-jausi-korrontea
BELARRIA: Avalanche Breakout Energia errepikatua
5. In vivo diodoaren parametroak
IS: gurpil libreko korronte maximo etengabea (iturritik)
ISM: pultsuaren gehienezko korronte librea (iturritik)
VSD: aurrerako tentsio jaitsiera
Trr: alderantzizko berreskuratze denbora
Qrr: Alderantzizko karga berreskuratzea
Ton: Aurrerako eroapen-denbora. (Funtsean arbuiagarria)
MOSFET pizteko eta itzaltzeko orduaren definizioa
Eskaera prozesuan zehar, sarritan ezaugarri hauek kontuan hartu behar dira:
1. V (BR) DSSren tenperatura-koefiziente positiboaren ezaugarriak. Gailu bipolarren desberdina den ezaugarri honek fidagarriagoak egiten ditu funtzionamendu-tenperatura normalak gora egin ahala. Baina tenperatura baxuko hotz abiarazteetan fidagarritasunari ere erreparatu behar diozu.
2. V(GS)th-ren tenperatura-koefiziente negatiboaren ezaugarriak. Atearen atalasearen potentziala murriztu egingo da neurri batean juntura-tenperatura handitu ahala. Erradiazio batzuek atalase-potentzial hori ere murriztuko dute, agian 0 potentzialaren azpitik ere. Ezaugarri honek MOSFETen interferentziari eta abiarazte faltsuei arreta jarri behar die ingeniariei egoera hauetan, batez ere atalase potentzial baxuko MOSFET aplikazioetarako. Ezaugarri hori dela eta, batzuetan beharrezkoa da atearen kontrolatzailearen off-tentsioko potentziala balio negatibo batera diseinatzea (N mota, P mota eta abar aipatzen dituena) interferentziak eta abiarazte faltsuak ekiditeko.
3.VDSon/RDSoren tenperatura-koefiziente positiboaren ezaugarriak. VDSon/RDSon lotura-tenperatura igo ahala apur bat handitzen den ezaugarriak MOSFETak zuzenean paraleloan erabiltzeko aukera ematen du. Gailu bipolarrak alde horretatik justu kontrakoak dira, beraz, paraleloki erabiltzea nahiko konplikatua bihurtzen da. RDSon ere zertxobait handituko da ID handitu ahala. Ezaugarri honek eta RDSon junturaren eta gainazaleko tenperaturaren ezaugarri positiboek MOSFET-ek gailu bipolarrak bezalako bigarren mailako matxurak ekiditeko aukera ematen dute. Hala ere, kontuan izan behar da ezaugarri honen eragina nahiko mugatua dela. Paralelo, push-pull edo beste aplikazio batzuetan erabiltzen denean, ezin duzu funtzio honen autoerregulazioan guztiz fidatu. Oinarrizko neurri batzuk behar dira oraindik. Ezaugarri honek ere azaltzen du eroankortasun-galerak handiagoak direla tenperatura altuetan. Hori dela eta, arreta berezia jarri behar da galerak kalkulatzerakoan parametroak hautatzerakoan.
4. ID-ren tenperatura-koefiziente negatiboaren ezaugarriak, MOSFET parametroak ulertzea eta IDaren ezaugarri nagusiak nabarmen gutxituko dira juntura-tenperatura handitzen den heinean. Ezaugarri honek diseinuan tenperatura altuetan bere ID parametroak kontuan hartzea beharrezkoa egiten du askotan.
5. Tenperatura-koefiziente negatiboa elur-jausi gaitasunaren ezaugarriak IER/EAS. Elkargune-tenperatura igo ondoren, MOSFETak V(BR)DSS handiagoa izango duen arren, kontuan izan behar da EAS nabarmen murriztuko dela. Hau da, tenperatura altuko baldintzetan elur-jausiak jasateko duen gaitasuna askoz ere ahulagoa da tenperatura normaletan dagoena baino.
6. MOSFETeko diodo parasitoaren eroapen-gaitasuna eta alderantzizko berreskuratzeko errendimendua ez dira diodo arruntenak baino hobeak. Ez da espero diseinuan begiztaren korronte-eramaile nagusi gisa erabiltzea. Blokeo-diodoak sarritan seriean konektatzen dira gorputzeko diodo parasitoak baliogabetzeko, eta diodo paralelo osagarriak erabiltzen dira zirkuitu-eramaile elektriko bat osatzeko. Hala ere, eramailetzat har daiteke epe laburreko eroapenaren kasuan edo korronte eskakizun txiki batzuen kasuan, hala nola zuzenketa sinkronoa.
7. Drainatze potentzialaren igoera azkarrak ate-unitatearen abiarazte ezkutua eragin dezake, beraz, aukera hori kontuan hartu behar da dVDS/dt aplikazio handietan (maiztasun handiko kommutazio-zirkuitu azkarrak).
Argitalpenaren ordua: 2023-12-13
