电源管理提示:Power MOSFET功能
发布时间:2025-05-02 09:30
图 6-1 Rdson 与 Temp 的关系获取Vishay Sie848DF的数据表图作为参考的示例,即Polarpak®包装中的N通道30 V TRENCH POWER MOSFET。 MOSFET包裹在60a和25°C中。本文指出:什么是电压阻塞?阻塞BVD电压是可以应用于MOSFET的最大电压。驾驶电感载荷时,这包括施加的电压以及任何感应诱导的电压。对于电感载荷,整个MOSFET的电压实际上可以是施加电压的两倍。 MOSFET雪崩的特征是什么?它确定MOSFET在雪崩条件下可以承受多少能量。如果最大运河资源电压超过了设备的电流冲刷,则会发生雪崩。雪崩价值越高,设备越强。 Kavalanche的闭合可能导致两种可能的失败模式,从而破坏MOSFET。最具破坏性的是“双极锁定”,如果当前的设备导致崩溃对抗内部装置的电压E的E,导致晶体管的作用和寄生虫结构双极结构的阻塞。第二个故障模式是热力故障模式,如果雪崩条件将设备的温度提高到最高连接温度以上,则可能发生这种情况。 Trench Technology可为行业领导者的技术提供雪崩能力。为了确保令人满意的性能,可以在最高连接温度下为单脉冲雪崩能量(EAS)完全表征该技术中的设备。 EAS越高,设备越强。一些设备基于耳朵(重复的雪崩能量)。 Trench Technology提供了低抗性的完美特征,有时以雪崩的高能量为代价。与现有的参考平面技术相比较高的费用。此外,Trench技术使电阻温度系数可降低10%。平面和沟渠MOSFET的电阻RDS中的功率MOSFET是什么,抗性很重要,因为它决定了电力半导体的功率损失和热量。抗性越低,设备的功率损耗越低,并且工作温度越低。这在NOMS工作温度通常超过125°C的应用中尤其重要。低抗性大大降低了许多应用中的散热要求,从而降低了组件和组装成本的量。在许多应用中,低抗性还消除了对并行MOSFET实现低抗性的需求,这与以前的MOSFET代相比可提高可靠性并降低整体系统成本。 RDS(ON)随着细胞密度的增加而降低。多年来,电池密度已增加在1980年至800万平方英尺的每平方英寸约50万英寸,运河技术的电池密度约为1200万或更多。功率MOSFET温度的影响是什么?如果这是平面或沟槽的类型,则最大连接温度(最大)是设备本身和所使用的软件包的DE - 电特性的函数。包装的热性能决定了它们从芯片中提取热量的能力。从连接到环境的热电阻,壳中的连接是MOSFET提取热量的能力的指标。数据表额定为°C/W或K/W的热电阻。热电阻越低,消除热量的包装效率就越高。在某些情况下,可能需要加热锌才能保持设备连接在其最大额定值以下的温度。图6-1显示了RDS(ON)随着连接温度为VGS = 4.5 V和10 V的变化。VGS是门的电压源。图片6-1 rdson和Temp之间的关系是MOSFET的连续运河电流是什么?连续的运河ID是指MOSFET具有某种负载的能力。该量可以受到MOSFET封装的限制。当以脉冲模式运行时,当前的MOSFET运河可能会以其持续的评级为多次。在手腕模式下,脉搏和占空比的宽度将决定安全管电流和设备功率的消耗。 Power MOSFET的SOA是什么? MOSFET的安全工作区域是电压函数,目前已应用于设备。 SOA表示为电压和电流曲线,图中显示了“安全”区域。图6-2是SIE848DF的SOA图。图片6-2安全工作区电源MOSFET的门充电是多少? MOSFET栅极端子电荷取决于其栅极源容量。门充电越低,驱动MOSFET就越容易。门的总收费影响最高的马萨移动MOSFET的频率。门的较低电荷,频率越高。以较高的频率运行可提供较低的值,较小的电容器和电感器,这可能是系统成本的重要因素。低门电量使驾驶MOSFET变得更容易,但是,设计人员有时必须在频率转移和EMI考虑之间进行交易。一些新的沟槽设备通过用新的较小的晶圆设备代替了较大​​的晶片,这些新的平面技术显示出较低的门电荷,这些晶圆器已被优化,以提供较低版本的沟槽设备电荷。图6-3显示了NC和Nanocoulomb单元中的SIE848DF门电荷。照片6-3栅极电荷图功率MOSFET的阈值的电压是多少?阈值电压VGS(Th)是在运河的起源和区域之间产生导电通道所需的最小偏置偏置。通常以250μa的电流来源进行测量。对于具有较厚门O的高压设备XIDE,该值为2-4V,对于具有较薄门氧化的低压设备,逻辑的兼容性为1-2V,这很常见。在非常昂贵的基于电池的应用程序中,RDS(ON)和VGSTH值往往会降低。栅极氧化物层的质量和完整性是一个主要问题,因为门氧化物层的厚度降低以达到较低的VGSTH,并且栅极和资源之间的最小电压必须是MOSFET。 MOSFET水平通常约为2V至3V,而其他设备的值可能具有更高的值。在图6-4中,阈值电压和连接温度之间的联系。数据表显示,当前运河的典型1.8 V阈值将MOSFET放在逻辑水平范围内。图6-4在VGS和连接温度之间的关系中,当前如何对机栅极进行栅极?尽管输入的容量值很有用,但它们不适合计算当前的卷轴t要在一个小时内移动设备,并且在比较两个设备的性能传递时不会提供准确的结果。从对电路设计的洞察力,更有用的参数是总门电荷。大多数制造商的数据表中都包含这两个参数。 GAMIT GATE充电QG,设计人员可以在QG =当前时间以来的所需时间内计算当前请求该设备的驾驶员电路的音量。例如,如果将当前的20mA提供给门,则可以在20ms内消费具有20NC门电荷的设备,并且如果当前门上升到1A,则可以在20NSEC内消耗。对于输入容量的值,这些简单的计算是不可能的。大门电荷与电源MOSFET的抗性之间有什么关系?门充电和抗性相互关联。也就是说,门电荷越低,抗性越高,反之亦然。从历史上看,MOSFET制造商是致力于降低RD(ON),而不是专注于门电荷。近年来,这种新设计和流程发生了变化,EmeringLower Gate Charge Devices。应该注意的是,RDS(ON)和GATE费用之间存在权衡,该应用程序将决定哪个参数更重要。 RDS(ON)×QG产品是质量因子(FOM),用于比较在高频应用中使用的各种MOSFET,什么是MOSFET损失?由于电源MOSFET主要用作电力开关,因此预计它们的导电率和损失转移较低。对于电气管理应用,雪崩的传导,耐用性和能力的丧失是重要的特征。损坏由功率MOSFET电流的工作电流和抗性(I2R)确定。动力MOSFET主体的正向二极管电压是多少?车身二极管向前电压(VSD)是电压塌陷的最大正向电压保证人体运河的虫二二极管为当前值的指定值。 VSD的值很重要,并且在可以扩展到负范围的源水电压的应用中应较低,从而导致人体运河二极管的正向偏置。如果发生这种情况,电流的当前源将直接从资源触点流到资源触点,并通过正向偏置二极管P-N交界处。如果栅极源电压VGS VGSTH。用于以低电压和低RDS(ON)MOSFET功率的并发整流器模式使用,由于它们的正向电压塌陷可能小于0.1V,因此存在第二个更重要的传导路径,而典型的Schottky二极管正向电压塌陷为0.4-0.5V。高压设备的最大量为1.6V,低压(100V)处的最大HCATCH设备为1.2V,这对于VSD来说是常见的。显示了SIE848DF的源限量二极管的正向电压在图6-5中。图片6-5二极管VF功率二极管最大允许的MOSFET电力是什么?一个重要的参数是最大允许的PD电能,当壳体温度保持在25°C时,将MOSFET的芯片温度提高到最大允许的TJMAX温度。最大TJ通常是150°C或175°C。 RθJC是MOSFET的接口到壳热电阻,典型的表面包装为30-50°C/W,而典型的TO-220设备为2°C/W或更少。数据表还可以提供从功率MOSFET连接到周围热电阻的RθJA值。什么ISMOSFET MOXimum DV/DT?电压增加电压的最大允许速率是MOSFET的DV/DT。如果此速率超过该速率,则整个门源端子的电压可能高于设备阈值电压,将设备强加于多种模式,在某些情况下,灾难性故障MAy发生。有两种可能导致DV/DT传导的机制。通过栅极电容电容器CGD的反馈效果与CGS一起产生了一个电容电压分隔器,该电容性电压分隔器可以生成足够的手腕以超过VTH,并将设备转换为快速转换电压到运河。当电压坡道发生在运河和设备资源终端时。通常,驱动器会吸收流过门电阻RG的电流,以夹紧门以使门保持低,如果RG太大,它偶尔可以将驱动器与门分开,从而使设备i -On i -On。 RG是电路中的总门电阻。 MOSFET中DV/DT传导的第二种机制是寄生BJT。与人体二极管区域的耗竭相关的容量,到达漂移区域(定义为CDB),出现在BJT底座和MOSFET运河之间。当在运河源端子上发生电压电压时,该电容器形成电流F通过基本电阻RB降低。哪些因素会影响功率MOSFET的传递和瞬态响应?当将苔藓用作开关时,其主要功能是电流运河由应用于门的电压信号控制。设备的性能的运动取决于确定整个电容器和当前电感器变化的电压变化所花费的时间。 RG是对栅极分布的电阻,该电阻与活动区域几乎不相反。 RG产物和活性多硅胶门通常约为20Ω-MM2。图6-6 [缺少 - 如果您有杂志或旧数据表的副本,请发送扫描到Andy]显示对MOSFET输入的寄生效应。 LS和LD最初是由铅电感器(大约十个NH)删除的。也有一些与电源MOSFET相关的寄生电容器。闸门源电容CGS是通过覆盖多核闸门产生的能力具有通道的原点和区域,而不是应用电压的强大功能。 “静态”(ESD)如何影响力MOSFET? MOSFET技术的出现引起了杀死半导体的方式:静电。加工MOSFET半导体的人员积累的电荷通常足以破坏零件。因此,半导体制造商将3000V静电释放等级设置为5000V。 MOSFET半导体处理程序使用接地条和导电表面来防止静态问题。