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淺談MOSFET的極限值

CHANBAEK ? 來源:電子幫 ? 作者:九條小魚兒 ? 2023-05-15 16:13 ? 次閱讀

文章的開頭,我想說:不要迷戀極限值,因為它可能只是個傳說。

每個MOSFET的datasheet都有一個極限值(有時也叫最大定格)表格,如果元件工作在極限值以外,將會導致元件立即損壞或是壽命降低。在下圖中可以明顯地看到每個值都是有相對應的測試條件的,這一點很重要,這在告訴我們離開了這些供應商規定的測試條件,是很可能達不到列出的極限值,而且將不再受到質量保證。如漏極峰值電流IDM的極限值為211A,但是他的測試條件是焊接襯底的溫度Tmb為25℃,這幾乎在實際應用中是不可能出現的。

那么極限值表格到底有沒有意義呢?答案是肯定的。一方面它表征了元件的最大性能,另一方面給我們在元件橫向比較時提供了便利。

國際電工組織IEC在1961年發布了關于電子管和類似半導體器件的額定值體系的標準IEC60134,標準中規定了元件生產商多指定極限值的同一的標準方法,既然目前所有的供應商都會遵守這一標準,那么在元件選型時的橫向參數比較就是有意義的。

wKgZomRh6T2ALWCKAAKsf8-sQqc583.jpg

那么讓我們來詳細解讀下極限值表格中的參數:

VDS(漏極和源極間電壓)--結合點溫度Tj在規定的25℃-175℃范圍內,MOSFET元件處于非導通狀態時,漏極和源極兩端能夠保證承載的最大電壓值。

VDGR(漏極和柵極間電壓)--在Rgs=20kR時所測得的值,通常和VDS是一樣的。

VGS(柵極和源極間電壓)--在規定的溫度范圍Tj<175℃下,元件柵極和源極兩端能夠承載的最大電壓值。

Ptot(總功率損耗)--在焊接襯底維持在25℃時,元件結合點溫度達到最大175℃ 時所需要的最大功率。

ID(漏極電流)--在不同的柵極電壓VGS和焊接襯底溫度Tmb的測試條件下,元件所能承載的最大電流值。

IDM(漏極峰值電流)--在10us或更短的脈沖控制下,元件所能承載的最大的漏極電流值。

Tstg(儲存溫度)--是指不影響器件可靠性的可以存儲的溫度范圍。

Tj(結合點溫度)--是指器件的的工作溫度范圍,超出這個溫度器件將會損壞失效或是壽命縮短。

IS(源極電流)--在焊接襯底Tmb為25℃時,MOSFET中體二極管所能流過最大電流值。

ISM(源極峰值電流)--在10us或更短的脈沖控制下,MOSFET中體二極管所能承載的最大的電流值。

EDS(AL)S(非重復性的漏極源極間的雪崩能量)--在特定的測試條件下,器件可以承載的單詞的最大的電壓脈沖能量值。也就是說這個雪崩能量可以使器件的結合點溫度從開始時的Tj(int)=25℃上升到175℃。

可以說,以上的每個參數的給出都是依賴于特定的測試條件的。同時datasheet中也給出了一些隨因素變化的曲線圖,實際設計應用時,可以查表得到自己的應用情況。

wKgZomRh6T2AObmvAAE8MOyGyFY864.jpg

綜上所述,對極限值表格中的數值一定要謹慎對待,高度注意對應的測試條件,避免出現超過極限值范圍使用的情況,并且要留有一定的設計余量。

以上的內容希望對大家有所幫助,也希望大家給予反饋和指正,互相交流,共同進步!

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