在上篇文章中,介绍了功率MOSFET的基本参数Rds(on)、VBR(DSS)、Qgs、和Vgs。为了更深化的了解功率MOSFET的其它一些参数,本文依然选用英飞凌公司的功率MOSFET为例,型号为IPD90N06S4-04。为了使每个参数的阐明更具有直观性和易于了解,一切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。
假如需求更好的了解功率MOSFET,则需求了解更多的一些参数,这些参数关于规划都是十分必要和有用的。这些参数是ID、Rthjc、SOA、Transfer Curve、和EAS。
ID:界说了在室温下漏级能够长时刻作业的电流。需求留意的是,这个ID电流的是在Vgs在给定电压下, Tc=25℃下的ID电流值。
ID的巨细能够由以下的公式核算:
以IPD90N06S4-04为例,核算出的成果等于169A。为何在数据表上只标示90A呢?这是因为最大的电流受限于封装脚位与焊线直径,在数据表的注释1)中能够看到详细的解说。如下表所示:
此外,数据表中还给出了ID和结温之间的曲线联系。从下表中能够看出,当环境温度升高时, ID会跟着温度而改变。在最差的情况下,需求考虑在最大环境温度下的ID的电流依然满意电路规划的正常电流的要求。
Rthjc:规划者需求十分重视的规划参数,特别是当需求核算功率MOSFET在单脉冲和不同占空比时的功率损耗时,就需求查看这个数据表来进行规划预算。笔者将在如何用数据表来进行规划预算中来详细解说。
SOA:功率MOSFET的过载才能较低,为了确保器材安全作业,具有较高的安稳性和较长的寿数,对器材接受的电流、电压、和功率有必定的约束。把这种约束用Uds-Id坐标平面表明,便构成功率MOSFET的安全作业区 (Safe Operating Area,缩称SOA)。同一种器材,其SOA的巨细与偏置电压、冷却条件、和开关方法等都有联系。假如要细分SOA,还有二种分法。按栅极偏置分为正偏置SOA和反偏置SOA;按信号占空比来分为直流SOA、单脉冲SOA、和重复脉冲SOA。
功率MOSFET在注册进程及安稳导通时有必要坚持栅极的正确偏置,正偏置SOA是器材处于通态下容许的作业范围;相反,当关断器材时,为了进步关断速度和可靠性,需求使栅极处于反偏置,所以反偏置SOA是器材关断时容许的作业范围。
直流SOA相当于占空比-》1是的作业条件;单脉冲SOA则对应于占空比-》 0时的作业条件;重复脉冲SOA对应于占空比在0 《 D 《 1时的作业条件。从数据表上能够看出:单脉冲SOA最大,重复脉冲SOA次之,直流SOA最窄。
Transfer Curve:是用图表的方法表达出ID和Vgs的函数联系。厂商会给出在不同环境温度下的三条曲线。一般这三条曲线都会相交与一点,这个点叫做温度安稳点。
假如加在MOSFET的Vgs低于温度安稳点(在IPD90N06S4-04中是Vgs<6.2V,此刻的MOSFET是正温度系数的,就是说,ID的电流是跟着结温一起添加的。在规划中,在大电流的规划中时,应防止使功率MOSFET作业在正温度系数区域。
当Vgs超越温度安稳点(在IPD90N06S4-04中是Vgs》6.2V), MOSFET是正温度系数的, 就是说,ID的电流是跟着结温的添加是削减的。这在实践使用中是一个十分好的特性,特别是是在大电流的规划使用中时,这个特性会协助功率MOSFET经过削减Vgs电流来削减结温的添加。
EAS: 为了了解在雪崩电流情况下功率MOSFET的作业情况,数据表中给出了雪崩电流和时刻对应的曲线,这个曲线上能够读出在相应的雪崩电流下,功率MOSFET在不损坏的情况下能够接受的时刻。关于相同的雪崩能量,假如雪崩电流削减,能够接受的时刻会变长,反之亦然。环境温度关于雪崩电流的等级也有影响,当环境温度升高时,因为收到最大结温的约束,能够接受的雪崩电流会削减。
数据表中给出了功率MOSFET能够接受的雪崩能量的值。在次比如中,室温下的EAS=331mJ
上表给出的只是在室温下的EAS,在规划中还需求用到在不同环境温度下的EAS,厂商在数据表中也会给出,如下图所示。
作者简介:
高杨
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
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