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IGSS對柵極驅動漏電流的影響

lhl545545 ? 來源:玩轉單片機 ? 作者:玩轉單片機 ? 2020-06-05 09:18 ? 次閱讀

MOS管數據手冊上的相關參數有很多,以MOS管VBZM7N60為例,下面一起來看一看,MOS管的數據手冊一般會包含哪些參數吧。

極限參數也叫絕對最大額定參數,MOS管在使用過程當中,任何情況下都不能超過下圖的這些極限參數,否則MOS管有可能損壞。

VDS表示漏極與源極之間所能施加的最大電壓值。VGS表示柵極與源極之間所能施加的最大電壓值。ID表示漏極可承受的持續電流值,如果流過的電流超過該值,會引起擊穿的風險。IDM表示的是漏源之間可承受的單次脈沖電流強度,如果超過該值,會引起擊穿的風險。

EAS表示單脈沖雪崩擊穿能量,如果電壓過沖值(通常由于漏電流和雜散電感造成)未超過擊穿電壓,則器件不會發生雪崩擊穿,因此也就不需要消散雪崩擊穿的能力。EAS標定了器件可以安全吸收反向雪崩擊穿能量的高低。

PD表示最大耗散功率,是指MOS性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率,使用時要注意MOS的實際功耗應小于此參數并留有一定余量,此參數一般會隨結溫的上升而有所減額。(此參數靠不住)

TJ, Tstg,這兩個參數標定了器件工作和存儲環境所允許的結溫區間,應避免超過這個溫度,并留有一定余量,如果確保器件工作在這個溫度區間內,將極大地延長其工作壽命。

dV/dt反映的是器件承受電壓變化速率的能力,越大越好。對系統來說,過高的dv/dt必然會帶來高的電壓尖峰,較差的EMI特性,不過該變化速率通過系統電路可以進行修正。

熱阻表示熱傳導的難易程度,熱阻分為溝道-環境之間的熱阻、溝道-封裝之間的熱阻,熱阻越小,表示散熱性能越好。

△VDS/TJ表示的是漏源擊穿電壓的溫度系數,正溫度系數,其值越小,表明穩定性越好。

VGS(th)表示的是MOS的開啟電壓(閥值電壓),對于NMOS,當外加柵極控制電壓 VGS超過 VGS(th) 時,NMOS就會導通。

IGSS表示柵極驅動漏電流,越小越好,對系統效率有較小程度的影響。

IDSS表示漏源漏電流,柵極電壓 VGS=0 、 VDS 為一定值時的漏源漏流,一般在微安級。

RDS(ON)表示MOS的導通電阻,一般來說導通電阻越小越好,其決定MOS的導通損耗,導通電阻越大損耗越大,MOS溫升也越高,在大功率電源中,導通損耗會占MOS整個損耗中較大的比例。

gfs表示正向跨導,反映的是柵極電壓對漏源電流控制的能力,gfs過小會導致MOSFET關斷速度降低,關斷能力減弱,過大會導致關斷過快,EMI特性差,同時伴隨關斷時漏源會產生更大的關斷電壓尖峰。

Ciss表示輸入電容,Ciss=Cgs+Cgd,該參數會影響MOS的開關時間,該值越大,同樣驅動能力下,開通及關斷時間就越慢,開關損耗也就越大。

Coss表示輸出電容,Coss=Cds+Cgd;Crss表示反向傳輸電容,Crss=Cgd(米勒電容)。這兩項參數對MOSFET關斷時間略有影響,其中Cgd會影響到漏極有異常高電壓時,傳輸到MOSFET柵極電壓能量的大小,會對雷擊測試項目有一定影響。

Qg、Qgs、Qgd、td(on)、tr、td(off)、tf這些參數都是與時間相互關聯的參數。開關速度越快對應的優點是開關損耗越小,效率高,溫升低,對應的缺點是EMI特性差,MOSFET關斷尖峰過高。

IS 、ISM這些參數如果過小,會有電流擊穿風險。

VSD、trr如果過大,在橋式或LCC系統中會導致系統損耗過大,溫升過高。

Qrr該參數與充電時間成正比,一般越小越好。

輸出特性曲線是用來描述MOS管電流和電壓之間關系的曲線,特性曲線會受結溫的影響,一般數據手冊上會列出兩種溫度下的特性曲線。

IGSS對柵極驅動漏電流的影響?

IGSS對柵極驅動漏電流的影響?

根據MOS管的輸出特性曲線,取Uds其中的一點,然后用作圖的方法,可取得到相應的轉移特性曲線。從轉移特性曲線上可以看出當Uds為某值時,Id與Ugs之間的關系。

IGSS對柵極驅動漏電流的影響?

MOS的導通電阻跟結溫是呈現正溫度系數變化的,也就是結溫越高,導通電阻越大。MOS數據手冊上一般會畫出當VGS=10V時的導通電阻隨溫度變化的曲線。

IGSS對柵極驅動漏電流的影響?

電容容量值越小,柵極總充電電量QG越小,開關速度越快,開關損耗就越小,開關電源DC/DC變換器等應用,要求較小的QG值。

IGSS對柵極驅動漏電流的影響?

IGSS對柵極驅動漏電流的影響?

MOS管一般會有一個寄生二極管,寄生二極管對MOS管有保護的作用,它的特性跟普通的二極管是一樣的,也具有正向導通的特性。

IGSS對柵極驅動漏電流的影響?

最大安全工作區是由一系列(電壓,電流)坐標點形成的一個二維區域,MOS管工作時的電壓和電流都不能超過該區域,如果超過這個區域就存在危險。

IGSS對柵極驅動漏電流的影響?

IGSS對柵極驅動漏電流的影響?

IGSS對柵極驅動漏電流的影響?

IGSS對柵極驅動漏電流的影響?

可以看到,MOS管的相關參數其實有很多,其實,在一般應用中,我們主要考慮漏源擊穿電壓VDS、持續漏極電流ID、導通電阻RDS(ON)、最大耗散功率PD、開啟電壓VGS(th),開關時間,工作溫度范圍等參數就可以了。
責任編輯:pj

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