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根据电源谷网站文章整理
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MOSFET datasheet 参数理解及其主要特性
来源:电源谷 作者:Blash
下文主要介绍 mosfet 的主要参数,通过此参数来理解设计时候的考量 一、场效应管的参数很多,一般 datasheet 都包含如下关键参数: 1 极限参数:
I D :最大漏源电流。是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流。
场效应管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 DM :最大脉冲漏源电流。此参数会随结温度的上升而有所减额。
PD :最大耗散功率。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。
VGS :最大栅源电压。
Tj :最大工作结温。通常为 150 ℃ 或 175 ℃ ,器件设计的工作条件下须确应避免超过这个温度,并留有一定裕量。
TSTG :存储温度范围。
静态参数
V(BR)DSS :漏源击穿电压。是指栅源电压 V GS 为 0 时,场效应管正常工作所能承受 的最大漏源电压。这是一项极限参数, 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。
△ V (BR)DSS/ △ Tj :漏源击穿电压的温度系数,一般为 0.1V/ ℃。
RDS(on) :在特定的 V GS (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。 故应以此参数在最高工作结温条件下的值作为损耗及压降计算。
VGS(th) :开启电压(阀值电压)。当外加栅极控制电压 V GS 超过 V GS(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 I D 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。
I DSS :饱和漏源电流,栅极电压 V GS=0 、 V DS 为一定值时的漏源电流。一般在微安级。
I GSS:栅源驱动电流或反向电流。 由于 MOSFET输入阻抗很大, I GSS 一般在纳安级。
动态参数
gfs :跨导。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。 g fs 与 V GS 的转移关系图如图 2 所示。
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Q
Qg :栅极总充电电量。 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, 下面将有此方面的详细论述。
Qgs :栅源充电电量。
Qgd :栅漏充电(考虑到 Miller
效应)电量。
Td(on) :导通延迟时间。从有输入电压上升到 10% 开始到 V DS 下降到其幅值 90% 的
时间 ( 参考图 4) 。
Tr :上升时间。输出电压 V DS 从 90% 下降到其幅值 10% 的时间。
Td(off) :关断延迟时间。 输入电压下降到 90% 开始到 V DS 上升到其关断电压时 10%
的时间。
Tf
Ciss
:下降时间。输出电压 V
DS 从 10% 上升到其幅值 90% 的时间 ( 参考图 4) 。
:输入电容, C iss = CGD + C GS ( C DS 短路)。
Coss
Crss
:输出电容。 C
oss = C DS +CGD 。
:反向传输电容。 C
rss
= C GD 。
图 2 MOSFET的极间电容
MOSFET 之感生电容被大多数制造厂商分成输入电容, 输出电容以及反馈电容。所引述的值是在漏源电压为某固定值的情况下。 此些电容随漏源电压的变化而变化 (见图 3 的一典型关系曲线)。电容数值的作用是有限的。输入电容值只给出一个大概的
驱动电路所需的充电说明。 而栅极充电信息更为有用。 它表明为达到一个特定的栅源电压栅极所必须充的电量。
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图
图 3 结电容与漏源电压之关系曲线
4 雪崩击穿特性参数
这些参数是 MOSFET在关断状态能承受过压能力的指标。限电压将导致器件处在雪崩状态。
如果电压超过漏源极
EAS :单次脉冲雪崩击穿能量。这是个极限参数,说明 MOSFET所能承受的最大雪
崩击穿能量。
I AR :雪崩电流。
EAR :重复雪崩击穿能量。
5 热阻
:结点到外壳的热阻。它表明当耗散一个给定的功率时,
结温与外壳温度之间
的差值大小。公式表达⊿ t =
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