在看到MOSFET数据表时，你必定要知道你在找什么。尽管特定的参数很显眼，也一望而知(BVDS、RDS(ON)、栅极电荷)，其它的一些参数会十分的含糊不清、不置可否(IDA、SOA曲线)，而其它的某些参数从头到尾就毫无用处(比如说：开关时间)。本文将试着破 解FET数据表，这样的话，读者就可以很轻松地找到和区分那些关于他们的运用来说，是最常见的数据，而不会被不同的生产商为了使他们的产品看起来更吸引人而玩儿的文字游戏所欺骗。
UIS/雪崩额定值
自从20世纪80年代中期在MOSFET 数据表中广泛运用的以来，无钳位电感开关 (UIS) 额定值就现已被证明是一个十分有用的参数。尽管不主张在实践运用中运用FET的重复雪崩，工程师们现已学会了用这个衡量规范在拟定新器材开发计划时防止那些有或许导致问题的软弱器材。在温度范围内具有特别单薄UIS才干或许发生严峻降级的器材(25°C至125°C之间大于30%)应当被制止，因为这些器材会更简单遭到毛病的影响。规划人员也应该对制造商在额定值上捣乱，夸张他们的FET雪崩才干而感到厌烦。
UIS测验由图1中所示的测验电路履行。在FET封闭时，其上施加了一个电源电压，然后查看器材上是否有走漏。在FET接通时，电感器电流安稳添加。当到达所需的电流时，FET被封闭，FET上的Ldi/dt电压摆幅在MOSFET击穿电压之上，然后激活了其内涵的寄生双极晶体管，并在FET上呈现有用的雪崩效应。这项测验重复进行，电流逐步添加，直到开端的走漏测验失利，标明器材已被损坏。
图1：UIS测验电路
方程式E = 0.5LI2 核算的是FET的雪崩能量。这是测验的开端。经过改动电感器尺度，你可以更改受测器材上施加的应力。可以预见的是，电感器越大，损坏FET所需的UIS电流越低。但是，这个较小的电流不会被方程式(用于核算雪崩能量)中电感器添加的尺度抵消，这样的话，尽管电流削减了，这个值实践上是添加了。表1中阐明晰这个联系，其间列出了从测验中的TI CSD18502KCS 60V NexFET 功率MOSFET器材中收集的数据。
表1：雪崩能量 (EAS) 和电流 (UIS) 与电感器之间的联系
在电路中运用最小电感器时 (0.1mH)，会呈现应力最大、电流最高的测验。TI运用0.1mH电感器来测验全部行将投入量产的器材，而且在FET数据表内给出与之相关的能量值。但是，因为没有针对这个值的硬性职业规范，因而，为了使他们的器材看起来如同具有较高的雪崩能量才干，某些厂商将在他们的UIS测验中运用较大的电感器。因而，规划人员在处理雪崩额定值时要当心，而且必定要在比较不同供货商的FET之前问询UIS测验条件。
安全作业区 (SOA) 图
安全作业区 (SOA) 曲线是一片需求某些技巧和手法才干彻底了解的地带，这是因为每个供货商都有各自生成SOA曲线的办法，而且在供给有用信息方面，这个曲线所具有的价值与阅览数据表的人关于读到的信息的了解才干直接相关。尽管FET或许在热插拔运用中可以发挥其最大价值(在这些运用中，FET特意地在其线性区域内运转)，不过，咱们看到越来越多的电机操控、乃至是电源用户将这个图用作整体稳健耐用性，以及FET处理许多功率才干的指示器。
如图2所示，可以用5个彻底不同的约束条件来制作整个SOA，每个约束条件规则了整个曲线的形状，TI的100V D2PAK CSD19536KTT的SOA与产品数据表内的曲线看起来相同。可以用已知的FET参数来轻松制作出其间四条曲线—RDS(on) 限值、电流限值、最大功率限值，以及BVDSS限值。只要散热不安稳性区域呈现了一个问题。很明显，这个部分的SOA曲线违背了稳定功率线，这条线有必要是电流与电压双对数坐标内斜率为-1的曲线，这个违背标明会呈现了热失控，而且斜坡越陡，阐明FET越有或许在更高的击穿电压时进入这个散热失控状况。当FET供货商企图核算这个值时，往往倾向于夸张这个区域内的FET电流才干或许在这一点上有所保存，这是因为在不对这条线进行丈量的状况下是底子无法知晓这条线的斜率的。
图2：CSD19536KTT的数据表SOA
为了发生数据表曲线，在必定的电压范围内，在每个脉冲继续时间内，FET被一次又一次地推到断线点，从中取得的数据如下面图3中所示。每个点代表一个被强制呈现毛病的CSD19536KTT器材，依据这些数据，就可以确认热失控线的斜率和高度。
图3： CSD19536KTT测得的毛病点
作为咱们SOA曲线牢靠性的终究确保，依据咱们看到的部件到部件误差，咱们在恣意方位大将每一条测得的热失控线线的额定值下降30%-40%。这样的话，当你把咱们FET的数据表与咱们竞争对手的产品进行比较时，需求留意的一点是，他们或许不像咱们相同守规矩。咱们现已认识到某些供货商的真面目。咱们也看到其它一些供货商发布了实在的毛病点，而且将其宣称为必定可以完成的SOA。在这一方面没有职业规范，而事实是，在没有基础数据标明部件实践上在何处呈现毛病的状况下，单单从数据表SOA曲线上是无法知晓那个部件愈加牢靠。
接连电流额定值
下文咱们来谈一谈MOSFET电流额定值，以及它们是怎么变得不实在的。好，或许一个比较好的解说便是这些额定值不是用确认RDS(ON) 和栅极电荷等参数的办法丈量出来的，而是被核算出来的，而且有许多种不同的办法可以取得这些值。
例如，大多数部件中都有FET“封装电流额定值”，这个值同与周围环境无关，而且是硅芯片与塑料封装之间内涵连接线的一个函数。超越这个值不会立即对FET形成损坏，而在这个限值以上长期运用将开端削减器材的运用寿命。高于这个限值的毛病机制包括但不限于线路交融、成型复合材料的热降解、以及电搬迁应力所导致的问题。
然后是咱们考虑的“芯片限值”，一般经过将外壳温度保持在25?C来指定。基本上，这个条件假定了一个抱负的散热片，只运用结至外壳热阻来核算器材可以处理的最大功率(鄙人面的方程式1和2中显现)。换句话说，假定RθCase-to-Ambient 为零，这在运用中并不是一个很有用的条件，这样的话，最好将这个电流额定值视为标明器材RDS(ON) 和热阻抗的品质因数。
下面的表2a和2b别离给出了CSD18536KCS和CSD18535KCS 60V TO-220 MOSFET数据表主页上呈现的肯定最大额定值表。这两个器材的封装额定值均为200A，不过，因为CSD18536KCS具有更低的RDS(ON) 和热阻抗，它具有349A的更高芯片限值，这标明，在处理相同数量的接连电流时，它的运转温度应该比CSD18535KCS的作业温度低。不过，咱们仍是不主张将这两款器材长期运转在电流超越200A的条件下。从FET的视点说，这就意味着任一超越100ms的电流脉冲;超越这个值的电流脉冲基本上就可以被视为DC脉冲。
表2a：CSD18535KCS肯定最大额定值表
表2b：CSD18536KCS肯定最大额定值表
某些QFN数据表还包括一个第3接连电流，核算办法与芯片限值的核算办法彻底相同，不过，如表格下方的脚注所示，它是器材测得的RθJA 的函数。运用RθJA (关于一个规范的SON5x6封装来说，典型值为40?C/W)来核算最大功率的办法假定QFN在运用中只处理3W左右的功率。因而，关于未露出于任何散热片或运用其它冷却机制的QFN器材来说，这个核算办法给出了愈加实践的DC电流限值。
开关参数
下文咱们来看一看MOSFET数据表中呈现的某些其它混合开关参数，而且查看它们关于整体器材功能的相关性(或许与器材功能没什么联系)。
另一方面，比如FET固有体二极管的输出电荷 (QOSS) 和反向恢复电荷(Qrr) 等开关参数是形成许多高频电源运用中大部分FET开关损耗的关键因素。不好意思，我说的这些听起来有点儿前言不搭后语，不过规划人员在依据这些参数比较不同的FET时要当心，这是因为测验条件决议全部，工作往往是如此!
图4显现的是，在TI CSD18531Q5A 60V MOSFET的两个不同di/dt速率上测得的输出电荷和反向恢复电荷，这代表了一个事物的两个方面。在左边，Qrr在360A/μs时测得的值为85nC，在右边，2000A/μs时测得的值为146nC。尽管没有丈量部件的di/dt职业规范，但咱们现已发现，为了得到极地的Qrr，咱们的竞争对手将丈量时的di/dt速率调低至100 A/us。
图4：360A/μs(左边)和2000A/μs(右侧)时，在CSD18531Q5A上测得的Qrr和QOSS值。
Qrr 乃至可以对测验履行性的二极管正向电流 (If) 具有更强的依靠联系。而进一步使工作复杂化的原因在于，某些厂商未将QOSS 作为一个独自参数包括在内，而是只将这个参数吸收到Qrr 的技能标准傍边。除了数据表中列出的测验条件，事实上，其它比如电路板寄生电感和片面丈量办法等考虑也使得比较独自厂商数据表中的这些参数变得不太或许。这并不是说这些参数关于规划不重要，而是为了阐明，要取得牢靠的比较数据，仅有有用的解决计划便是运用一般的办法和电路板对这些数据进行独立收集。
我在本文中即将说到的最终一个参数便是开关时间。这4个参数一般由下方图5中的波形界说，而且会呈现在每个厂商的数据表中。它们是如此地依靠于电路板和测验条件，以至于FET职业的一位元老级人物(也是个人导师)常常把这些参数引用为“FET数据表中最没用的参数”。原本是为了指示出开关速度，而实践上，因为这些参数是FET特性值，所以它们至多只反映出驱动器强度和漏电流。
图5：界说MOSFET数据表开关时间的波形。
期望这篇文章对你有所启示，在阅览之后可以更清楚地了解功率MOSFET数据表中呈现的参数值和含糊不清的当地。
