Güç MOSFET'lerinin her parametresinin açıklaması

VDSS Maksimum Tahliye-Kaynak Gerilimi

Geçit kaynağı kısa devre yaptığında drenaj kaynağı voltaj değeri (VDSS), çığ bozulması olmadan drenaj kaynağına uygulanabilecek maksimum voltajdır. Sıcaklığa bağlı olarak gerçek çığ arıza voltajı, nominal VDSS değerinden daha düşük olabilir. V(BR)DSS'nin ayrıntılı bir açıklaması için bkz. Elektrostatik

V(BR)DSS'nin ayrıntılı bir açıklaması için bkz. Elektrostatik Özellikler.

VGS Maksimum Geçit Kaynak Gerilimi

VGS voltaj değeri, kapı kaynağı kutupları arasına uygulanabilecek maksimum voltajdır. Bu voltaj değerini ayarlamanın asıl amacı, aşırı voltajın kapı oksitine vereceği zararı önlemektir. Geçit oksitinin dayanabileceği gerçek voltaj, nominal voltajdan çok daha yüksektir, ancak üretim sürecine göre değişecektir.

Gerçek geçit oksidi, nominal voltajdan çok daha yüksek voltajlara dayanabilir, ancak bu, üretim sürecine göre değişecektir, dolayısıyla VGS'yi nominal voltaj dahilinde tutmak, uygulamanın güvenilirliğini sağlayacaktır.

ID - Sürekli Kaçak Akım

ID, maksimum nominal bağlantı sıcaklığında, TJ(maks) ve 25°C veya daha yüksek tüp yüzey sıcaklığında izin verilen maksimum sürekli DC akımı olarak tanımlanır. Bu parametre, bağlantı ile kasa arasındaki nominal termal direncin (RθJC) ve kasa sıcaklığının bir fonksiyonudur:

Anahtarlama kayıpları ID'ye dahil değildir ve pratik kullanım için tüp yüzey sıcaklığının 25°C'de (Tcase) tutulması zordur. Bu nedenle, sert anahtarlama uygulamalarındaki gerçek anahtarlama akımı genellikle ID değerinin yarısından azdır @ TC = 25°C, genellikle 1/3 ila 1/4 aralığındadır. tamamlayıcı.

Ek olarak, daha gerçekçi bir değer olan termal direnç JA kullanılırsa belirli bir sıcaklıktaki ID tahmin edilebilir.

IDM - Darbe Tahliye Akımı

Bu parametre, cihazın kaldırabileceği darbeli akım miktarını yansıtır; bu, sürekli DC akımından çok daha yüksektir. IDM'yi tanımlamanın amacı şudur: hattın ohmik bölgesi. Belirli bir kapı kaynağı voltajı için,MOSFETmevcut maksimum drenaj akımıyla iletir

akım. Şekilde gösterildiği gibi, belirli bir kapı-kaynak voltajı için, eğer çalışma noktası doğrusal bölgede bulunuyorsa, drenaj akımındaki bir artış, drenaj-kaynak voltajını yükseltir, bu da iletim kayıplarını artırır. Yüksek güçte uzun süre çalıştırılması cihazın arızalanmasına neden olacaktır. Bu nedenle

Bu nedenle nominal IDM'nin tipik geçit sürücü gerilimlerindeki bölgenin altına ayarlanması gerekir. Bölgenin kesme noktası Vgs ile eğrinin kesiştiği noktadadır.

Bu nedenle çipin aşırı ısınmasını ve yanmasını önlemek için bir üst akım yoğunluğu sınırının ayarlanması gerekir. Bu aslında paket kablolarından aşırı akım akışını önlemek içindir, çünkü bazı durumlarda tüm çipteki "en zayıf bağlantı" çip değil paket kablolarıdır.

IDM üzerindeki termal etkilerin sınırlamaları göz önüne alındığında, sıcaklık artışı darbe genişliğine, darbeler arasındaki zaman aralığına, ısı dağılımına, RDS(açık) ve darbe akımının dalga biçimine ve genliğine bağlıdır. Darbe akımının IDM limitini aşmadığının tatmin edilmesi, bağlantı sıcaklığının garanti edilmemesini garanti etmez.

izin verilen maksimum değeri aşmaz. Darbeli akım altında bağlantı sıcaklığı, Termal ve Mekanik Özellikler bölümündeki geçici termal direnç konusuna bakılarak tahmin edilebilir.

PD - İzin Verilen Toplam Kanal Güç Dağılımı

İzin Verilen Toplam Kanal Güç Dağıtımı, cihaz tarafından dağıtılabilecek maksimum güç dağıtımını kalibre eder ve 25°C kasa sıcaklığında maksimum bağlantı sıcaklığı ve termal direncin bir fonksiyonu olarak ifade edilebilir.

TJ, TSTG - Çalışma ve Depolama Ortam Sıcaklığı Aralığı

Bu iki parametre, cihazın çalışma ve depolama ortamlarının izin verdiği bağlantı sıcaklığı aralığını kalibre eder. Bu sıcaklık aralığı cihazın minimum çalışma ömrünü karşılayacak şekilde ayarlanmıştır. Cihazın bu sıcaklık aralığında çalışmasını sağlamak, kullanım ömrünü büyük ölçüde uzatacaktır.

EAS-Tek Darbeli Çığ Kırılım Enerjisi

 

Gerilim aşımı (genellikle kaçak akım ve kaçak endüktans nedeniyle) arıza gerilimini aşmazsa, cihaz çığ arızasına maruz kalmayacaktır ve bu nedenle çığ arızasını dağıtma yeteneğine ihtiyaç duymayacaktır. Çığ kırılma enerjisi, cihazın tolere edebileceği geçici aşımı kalibre eder.

Çığ kırılma enerjisi, bir cihazın tolere edebileceği geçici aşma voltajının güvenli değerini tanımlar ve çığ çökmesinin meydana gelmesi için dağıtılması gereken enerji miktarına bağlıdır.

Çığ kırılma enerjisi derecelendirmesini tanımlayan bir cihaz genellikle UIS derecelendirmesine benzer bir EAS derecelendirmesini de tanımlar ve cihazın ne kadar ters çığ kırılma enerjisinin güvenli bir şekilde absorbe edilebileceğini tanımlar.

L, endüktans değeridir ve iD, ölçüm cihazında aniden drenaj akımına dönüştürülen, indüktörde akan tepe akımıdır. İndüktör boyunca üretilen voltaj MOSFET'in arıza voltajını aşar ve çığ düşmesine neden olur. Çığ kırılması meydana geldiğinde, indüktördeki akım MOSFET cihazından geçecektir.MOSFETkapalı. İndüktörde depolanan enerji, başıboş indüktörde depolanan ve MOSFET tarafından dağıtılan enerjiye benzer.

MOSFET'ler paralel bağlandığında, arıza voltajları cihazlar arasında hemen hemen aynı değildir. Genellikle olan şey, çığ kırılmasını ilk deneyimleyen cihazın bir cihaz olması ve sonraki tüm çığ kırılma akımlarının (enerjinin) bu cihaz üzerinden akmasıdır.

EAR - Tekrarlanan Çığın Enerjisi

Tekrarlayan çığın enerjisi bir "endüstri standardı" haline geldi ancak frekans, diğer kayıplar ve soğutma miktarı ayarlanmadan bu parametrenin hiçbir anlamı yok. Isı dağıtımı (soğutma) durumu genellikle tekrarlanan çığ enerjisini yönetir. Çığ dökülmesinin ürettiği enerjinin düzeyini tahmin etmek de zordur.

Çığ dökülmesinin ürettiği enerjinin düzeyini tahmin etmek de zordur.

EAR derecelendirmesinin gerçek anlamı, cihazın dayanabileceği tekrarlanan çığ kırılma enerjisini kalibre etmektir. Bu tanım, cihazın aşırı ısınmaması için frekansta herhangi bir sınırlama olmadığını varsaymaktadır ki bu, çığ düşmesinin meydana gelebileceği herhangi bir cihaz için gerçekçidir.

Özellikle çığ düşmesinin muhtemel olduğu cihazlar için, cihaz tasarımının doğrulanması sırasında MOSFET cihazının aşırı ısınıp ısınmadığını görmek için çalışır durumdaki cihazın veya soğutucunun sıcaklığını ölçmek iyi bir fikirdir.

IAR - Çığ Arıza Akımı

Bazı cihazlar için, çığ kırılması sırasında çip üzerindeki akım ayarlı kenarın eğilimi, çığ akımının (IAR) sınırlandırılmasını gerektirir. Bu şekilde çığ akımı, çığ kırılma enerjisi spesifikasyonunun "ayrıntılı baskısı" haline gelir; cihazın gerçek kapasitesini ortaya çıkarır.

Bölüm II Statik Elektriksel Karakterizasyon

V(BR)DSS: Tahliye-Kaynak Arıza Gerilimi (Tahribat Gerilimi)

V(BR)DSS (bazen VBDSS olarak da adlandırılır), drenajdan akan akımın belirli bir sıcaklıkta belirli bir değere ulaştığı ve geçit kaynağının kısa devre yaptığı drenaj kaynağı voltajıdır. Bu durumda drenaj kaynağı voltajı çığ kırılma voltajıdır.

V(BR)DSS pozitif bir sıcaklık katsayısıdır ve düşük sıcaklıklarda V(BR)DSS, 25°C'deki drenaj kaynağı voltajının maksimum değerinden düşüktür. -50°C'de V(BR)DSS, -50°C'deki drenaj kaynağı voltajının maksimum değerinden düşüktür. -50°C'de V(BR)DSS, 25°C'deki maksimum drenaj kaynağı voltajı değerinin yaklaşık %90'ıdır.

VGS(th), VGS(kapalı): Eşik voltajı

VGS(th), eklenen geçit kaynağı voltajının drenajın akım oluşturmaya başlamasına veya MOSFET kapatıldığında akımın kaybolmasına neden olabileceği voltajdır ve test koşulları (drenaj akımı, drenaj kaynağı voltajı, bağlantı noktası) sıcaklık) da belirtilir. Normalde tüm MOS geçit cihazlarının farklı özellikleri vardır.

eşik voltajları farklı olacaktır. Bu nedenle VGS(th)'in değişim aralığı belirtilir. VGS(th) negatif bir sıcaklık katsayısıdır, sıcaklık arttığında,MOSFETnispeten düşük bir kapı kaynağı voltajında ​​​​açılacaktır.

RDS(açık): Açık direnç

RDS(açık), belirli bir drenaj akımında (genellikle ID akımının yarısı), geçit kaynağı voltajında ​​ve 25°C'de ölçülen drenaj kaynağı direncidir. RDS(açık), belirli bir drenaj akımında (genellikle ID akımının yarısı), geçit kaynağı voltajında ​​ve 25°C'de ölçülen drenaj kaynağı direncidir.

IDSS: sıfır geçit voltajı drenaj akımı

IDSS, geçit kaynağı voltajı sıfır olduğunda belirli bir drenaj kaynağı voltajında ​​drenaj ve kaynak arasındaki kaçak akımdır. Kaçak akım sıcaklıkla arttığı için IDSS hem oda hem de yüksek sıcaklıklarda belirtilir. Kaçak akımdan kaynaklanan güç kaybı, IDSS'nin genellikle ihmal edilebilir olan drenaj kaynakları arasındaki voltajla çarpılmasıyla hesaplanabilir.

IGSS - Kapı Kaynağı Kaçak Akımı

IGSS, belirli bir kapı kaynağı voltajında ​​kapıdan akan kaçak akımdır.

Bölüm III Dinamik Elektriksel Özellikler

Ciss : Giriş kapasitansı

Geçit ile kaynak arasındaki, drenajın kaynağa kısa devre yapmasıyla bir AC sinyaliyle ölçülen kapasitans, giriş kapasitansıdır; Ciss, kapı boşaltma kapasitansı Cgd ve kapı kaynak kapasitansı Cgs'nin paralel olarak bağlanmasıyla oluşturulur veya Ciss = Cgs + Cgd. Giriş kapasitansı bir eşik voltajına şarj edildiğinde cihaz açılır, belirli bir değere boşaldığında ise kapanır. Dolayısıyla sürücü devresi ve Ciss'in cihazın açılıp kapanma gecikmesine doğrudan etkisi vardır.

Coss : Çıkış kapasitansı

Çıkış kapasitansı, geçit kaynağı kısa devre olduğunda bir AC sinyali ile ölçülen drenaj ve kaynak arasındaki kapasitanstır. Coss, drenaj-kaynak kapasitansı Cds ile kapı-drenaj kapasitansı Cgd'nin paralelleştirilmesiyle oluşturulur veya Coss = Cds + Cgd. Yumuşak anahtarlama uygulamaları için Coss çok önemlidir çünkü devrede rezonansa neden olabilir.

Crss : Ters Transfer Kapasitesi

Kaynak topraklanmış haldeyken drenaj ve geçit arasında ölçülen kapasitans, ters transfer kapasitansıdır. Ters transfer kapasitansı geçit boşaltma kapasitansına eşdeğerdir, Cres = Cgd ve genellikle Miller kapasitansı olarak adlandırılır; bu, bir anahtarın yükselme ve düşme zamanları için en önemli parametrelerden biridir.

Anahtarlama yükselme ve düşme süreleri için önemli bir parametredir ve aynı zamanda kapanma gecikme süresini de etkiler. Drenaj voltajı, özellikle çıkış kapasitansı ve ters transfer kapasitansı arttıkça kapasitans azalır.

Qgs, Qgd ve Qg: Geçit Yükü

Geçit şarj değeri, terminaller arasındaki kapasitörde depolanan yükü yansıtır. Kapasitör üzerindeki yük, anahtarlama anındaki voltajla birlikte değiştiğinden, kapı sürücü devreleri tasarlanırken kapı yükünün etkisi sıklıkla dikkate alınır.

Qgs, 0'dan birinci bükülme noktasına kadar olan yüktür, Qgd, birinci bükülme noktasından ikinci bükülme noktasına kadar olan kısımdır ("Miller" yükü olarak da adlandırılır) ve Qg, 0'dan, VGS'nin belirli bir tahrike eşit olduğu noktaya kadar olan kısımdır. Gerilim.

Kaçak akım ve kaçak kaynak voltajındaki değişikliklerin geçit şarj değeri üzerinde nispeten küçük bir etkisi vardır ve geçit yükü sıcaklıkla değişmez. Test koşulları belirtilmiştir. Veri sayfasında, sabit kaçak akım ve değişen kaçak kaynak voltajı için karşılık gelen kapı şarjı değişim eğrilerini içeren bir kapı şarjı grafiği gösterilmektedir.

Sabit drenaj akımı ve değişen drenaj kaynağı voltajı için karşılık gelen kapı şarjı değişim eğrileri veri sayfalarında yer almaktadır. Grafikte plato voltajı VGS(pl) artan akımla daha az artar (ve azalan akımla azalır). Plato voltajı aynı zamanda eşik voltajıyla da orantılıdır, dolayısıyla farklı bir eşik voltajı farklı bir plato voltajı üretecektir.

Gerilim.

Aşağıdaki diyagram daha ayrıntılı ve uygulanmıştır:

td(on) : açık kalma gecikme süresi

Açma süresi gecikme süresi, geçit kaynağı voltajının geçit sürücü voltajının %10'una yükselmesinden kaçak akımın belirtilen akımın %10'una yükselmesine kadar geçen süredir.

td(kapalı) : Düşmede gecikme süresi

Kapatma gecikme süresi, geçit kaynağı voltajının geçit sürücü voltajının %90'ına düşmesinden kaçak akımın belirtilen akımın %90'ına düşmesine kadar geçen süredir. Bu, akımın yüke aktarılmasından önce yaşanan gecikmeyi gösterir.

tr : Yükseliş Zamanı

Yükselme süresi, drenaj akımının %10'dan %90'a yükselmesi için geçen süredir.

tf : Düşme zamanı

Düşme süresi, drenaj akımının %90'dan %10'a düşmesi için geçen süredir.