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在使用中功率MOSFET器材的基本参数剖析

在应用中功率MOSFET器件的基本参数分析-数据表中的参数分为两类:即最大额定值和电气特性值。对于前者,在任何情况下都 不能超过,否则器件将永久损害;对于后者,一般以最小值、最大值、和典型值的形式给出,它们的值与测试方法和应用条件密切相关。在实际应用中,若超出电气特性值,器件本身并不一定损坏,但如果设计裕度不足,可能导致电路工作失常。

在轿车电子的驱动负载的各种运用中,最常见的半导体元件便是功率MOSFET了。本文不准备写成一篇介绍功率MOSFET的技能大全,仅仅让读者去了解怎么正确的了解功率MOSFET数据表中的常用主要参数,以协助规划者更好的运用功率MOSFET进行规划。

数据表中的参数分为两类:即最大额定值和电气特性值。关于前者,在任何情况下都 不能超越,不然器材将永久危害;关于后者,一般以最小值、最大值、和典型值的方式给出,它们的值与测验办法和运用条件密切相关。在实践运用中,若超出电气特性值,器材自身并不一定损坏,但假如规划裕度缺乏,或许导致电路作业异常。

在功率MOSFET的数据表给出的参数中, 一般最为关怀的基本参数为Rds(on)、VBR(DSS)、Qgs和Vgs。更为高档一些的参数,如ID、Rthjc、SOA、Transfer Curve、EAS等,将在本文的下篇中再做介绍。

为了使每个参数的阐明更具有直观性和易于了解,选用了英飞凌公司的功率MOSFET,型号为IPD90N06S4-04。本文中所有的表格和图表也是从IPD90N06S4-04中摘抄出来的。下面就对这些参数做逐个的介绍。

Rds(on): 通态电阻。Rds(on)是和温度和Vgs相关的参数,是MOSFET重要的参数之一。在数据表中,给出了在室温下的典型值和最大值,并给出了得到这个值的测验条件,详见下表。

在运用中功率MOSFET器材的基本参数剖析

除了表格以外,数据表中还给出了通态电阻跟着结温改变的数据图。从图中能够看出,结温越高,通态电阻越高。正是因为这个特性,当单个功率MOSFET的电流容量不行时,能够选用多个同类型的功率MOSFET并联来进行扩流。

假如需求计算在指定温度下的Rds(on),能够选用以下的计算公式。

在运用中功率MOSFET器材的基本参数剖析

上式中a为与工艺技能有关的常数,关于英飞凌的此类功率MOSFET,能够选用0.4作为常数值。假如需求快速的预算,能够大略以为:在最高结温下的Rds(on)通态电阻是室温下通态电阻的2倍。下表的曲线给出了Rds(on)随环境温度改变的联系。

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VBR(DSS):界说了MOSFET的源级和漏级的最大能购接受的直流电压。在数据表中,此参数都会在数据表的主页给出。留意给出的VBR(DSS)值是在室温下的值。

在运用中功率MOSFET器材的基本参数剖析

此外,数据表中还会给出在全温范围内(-55℃…+175℃) VBR(DSS) 跟着温度改变的曲线。

在运用中功率MOSFET器材的基本参数剖析

从上表中能够看出,VBR(DSS)是跟着温度改变的,所以在规划中要留意在极限温度下的VBR(DSS)依然能够满意系统电源对VBR(DSS) 的要求。

Qgs:数据表中给出了为了使功率MOSFET导通时在给定了的Vds电压下,当Vgs改变时的栅级电荷改变的曲线。从图表中能够看出,为了使MOSFET彻底导通,Vgs的典型值约等于10V,因为器材彻底导通,能够削减器材的静态损耗。

在运用中功率MOSFET器材的基本参数剖析

在运用中功率MOSFET器材的基本参数剖析

Vgs:描绘了在指定了漏级电流下需求的栅源电压。数据表中给出的是在室温下,当Vds=Vgs 时,漏极电流在微安等级时的Vgs 电压。数据表中给出了最小值、典型值和最大值。

在运用中功率MOSFET器材的基本参数剖析

需求留意的是,在相同的漏极电流下,Vgs 电压会跟着结温的升高而减小。在高结温的情况下,漏极电流现已挨近达到了Idss(漏极电流)。为此,数据表中还会给出一条比常温下指定电流大10倍的漏极电流曲线作为规划参阅。如下图所示。

在运用中功率MOSFET器材的基本参数剖析

以上介绍了在功率MOSFET数据表中最为规划者关怀的基本参数 Rds(on)、VBR(DSS)、Qgs和Vgs。假如需求更为深化的了解和运用功率MOSFET,还需求进一步的去了解更深化的一些参数,将在本文的下篇中再做介绍。

作者简介:

高杨

在运用中功率MOSFET器材的基本参数剖析

近20年在轿车电子TOP10公司经历,特别是在车载控制器范畴(多媒体、车身、驾驭辅佐及VCU)。曾任职博世轿车专家级工程师,超越10年在轿车零部件(博世和大陆轿车),5+年轿车半导体(德州仪器和英飞凌),历任多种资深(系统、规划、产品)工程师职务。丰厚的渠道开发(从0到1)及产品开发的工程经历和技能堆集。 Ford SYNC第一代的中心硬件工程师,界说和开发了德州仪器(TI)第一款智能高边驱动器(TPS1H100-Q1),填补了公司在轿车电子商场的技能道路和商场空白。 收拾和规范化了与规划开发的技能文件,能够直接用于辅导规划及融入公司的文件系统中,满意系统查看要求和进步公司的规划流程和办理水平。硬件规划流程办理的模板(45+篇),硬件规划评定和查看清单模板(50+篇)。 企业界训师认证(TTT) ,超越2500页轿车电子规划训练内容PPT,满意从入门、中级及高档轿车电子规划的训练要求,现在在4家企业界部施行过训练,收到了很好的反应。 现在取得13件轿车电子专利(截止2019年12月)。《EDN电子技能规划》轿车电子专栏作者责任编辑:gt

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