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功率 MOSFET、其電氣特性定義

發(fā)布時間:2023-10-12 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】本應(yīng)用筆記介紹了功率 MOSFET、其電氣特性定義和使用說明。介紹了功率MOSFET的破壞機(jī)制和對策及其應(yīng)用和電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用。




本應(yīng)用筆記介紹了功率 MOSFET、其電氣特性定義和使用說明。介紹了功率MOSFET的破壞機(jī)制和對策及其應(yīng)用和電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用。

電氣特性定義及使用說明


 功率 MOSFET、其電氣特性定義


功率 MOSFET 額定值

導(dǎo)通電阻R_DS(on)與耐壓V_DSS的關(guān)系

圖2表示耐壓VDSS=20~100V額定元件與導(dǎo)通電阻R_DS(on)之間的關(guān)系。選擇元件耐壓時,應(yīng)根據(jù)電路工作條件電源電壓VDD和關(guān)斷時產(chǎn)生的浪涌電壓V_DS(peak)留有余量。由于V_DSS相對于溫度具有正溫度特性,因此必須考慮元件使用的溫度環(huán)境條件。


功率 MOSFET、其電氣特性定義


R_DS(on)-V_DSS 關(guān)系

飽和電壓 V_DS(on) (=Id x R_DS(on)) 柵極驅(qū)動電壓依賴性

該特性是用于設(shè)計(jì)在預(yù)定工作電流Id的情況下在什么柵極驅(qū)動電壓下影響V_DS(on)區(qū)域(導(dǎo)通電阻區(qū)域)的特性曲線。對于功率MOSFET,根據(jù)柵極驅(qū)動工作電流生產(chǎn)10V驅(qū)動元件、4V驅(qū)動元件、4V驅(qū)動(或更低)元件。實(shí)現(xiàn)低電壓驅(qū)動的手段一般是采用較薄的柵氧化膜(從而降低柵源耐壓VGSS額定值)來獲得較低的V_GS(off)值。V_GS(off) 具有大約 –5 mV/°C 負(fù)溫度系數(shù)(升高 100°C 時下降大約 0.5 V 的特性)。在根據(jù)驅(qū)動電壓選擇元件類型時,需要考慮應(yīng)用(例如,選擇具有高 V_GS(off) 值的 10 V 驅(qū)動元件以應(yīng)對開關(guān)電源或電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用中的噪聲)以及要使用的柵極驅(qū)動 IC 或 LSI 的規(guī)格(例如,保持 MOS FET 關(guān)閉)。因此,近來,甚至在汽車電氣設(shè)備中,根據(jù)使用條件和應(yīng)用,也可以區(qū)分使用4V驅(qū)動部件和10V驅(qū)動部件。


  功率 MOSFET、其電氣特性定義


V_DS(on)-V_GS 特性 (2SK3418)
功率MOSFET的破壞機(jī)理及對策
雪崩破壞模式
ASO(安全操作區(qū))
內(nèi)部二極管損壞
由于寄生振蕩而損壞
柵極浪涌、靜電破壞
功率 MOSFET 應(yīng)用和工作范圍


功率 MOSFET、其電氣特性定義


功率MOSFET應(yīng)用

圖 4 顯示了使用功率 MOSFET 應(yīng)用的工作條件,其中負(fù)載電感和工作頻率為參數(shù)。市場要求是(1)提高節(jié)能性,(2)降低噪音(環(huán)境考慮),(3)更小、更薄的設(shè)計(jì)。對于功率MOSFET所要求的特性,重要的特性和規(guī)格自然會根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域和應(yīng)用而有所不同。因此,近出現(xiàn)了針對特定應(yīng)用的產(chǎn)品的需求。


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