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浅谈MOSFET的极限值

CHANBAEK 来源:电子帮 作者:九条小鱼儿 2023-05-15 16:13 次阅读

文章的开头,我想说:不要迷恋极限值,因为它可能只是个传说。

每个MOSFET的datasheet都有一个极限值(有时也叫最大定格)表格,如果元件工作在极限值以外,将会导致元件立即损坏或是寿命降低。在下图中可以明显地看到每个值都是有相对应的测试条件的,这一点很重要,这在告诉我们离开了这些供应商规定的测试条件,是很可能达不到列出的极限值,而且将不再受到质量保证。如漏极峰值电流IDM的极限值为211A,但是他的测试条件是焊接衬底的温度Tmb为25℃,这几乎在实际应用中是不可能出现的。

那么极限值表格到底有没有意义呢?答案是肯定的。一方面它表征了元件的最大性能,另一方面给我们在元件横向比较时提供了便利。

国际电工组织IEC在1961年发布了关于电子管和类似半导体器件的额定值体系的标准IEC60134,标准中规定了元件生产商多指定极限值的同一的标准方法,既然目前所有的供应商都会遵守这一标准,那么在元件选型时的横向参数比较就是有意义的。

wKgZomRh6T2ALWCKAAKsf8-sQqc583.jpg

那么让我们来详细解读下极限值表格中的参数:

VDS(漏极和源极间电压)--结合点温度Tj在规定的25℃-175℃范围内,MOSFET元件处于非导通状态时,漏极和源极两端能够保证承载的最大电压值。

VDGR(漏极和栅极间电压)--在Rgs=20kR时所测得的值,通常和VDS是一样的。

VGS(栅极和源极间电压)--在规定的温度范围Tj<175℃下,元件栅极和源极两端能够承载的最大电压值。

Ptot(总功率损耗)--在焊接衬底维持在25℃时,元件结合点温度达到最大175℃ 时所需要的最大功率。

ID(漏极电流)--在不同的栅极电压VGS和焊接衬底温度Tmb的测试条件下,元件所能承载的最大电流值。

IDM(漏极峰值电流)--在10us或更短的脉冲控制下,元件所能承载的最大的漏极电流值。

Tstg(储存温度)--是指不影响器件可靠性的可以存储的温度范围。

Tj(结合点温度)--是指器件的的工作温度范围,超出这个温度器件将会损坏失效或是寿命缩短。

IS(源极电流)--在焊接衬底Tmb为25℃时,MOSFET中体二极管所能流过最大电流值。

ISM(源极峰值电流)--在10us或更短的脉冲控制下,MOSFET中体二极管所能承载的最大的电流值。

EDS(AL)S(非重复性的漏极源极间的雪崩能量)--在特定的测试条件下,器件可以承载的单词的最大的电压脉冲能量值。也就是说这个雪崩能量可以使器件的结合点温度从开始时的Tj(int)=25℃上升到175℃。

可以说,以上的每个参数的给出都是依赖于特定的测试条件的。同时datasheet中也给出了一些随因素变化的曲线图,实际设计应用时,可以查表得到自己的应用情况。

wKgZomRh6T2AObmvAAE8MOyGyFY864.jpg

综上所述,对极限值表格中的数值一定要谨慎对待,高度注意对应的测试条件,避免出现超过极限值范围使用的情况,并且要留有一定的设计余量。

以上的内容希望对大家有所帮助,也希望大家给予反馈和指正,互相交流,共同进步!

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