1絕對(duì)最大額定值

任何情況下都不允許超過的最大值。

1.1 額定電壓

VDSS:漏極(D)與源極(S)之間所能施加的最大電壓值。

VGSS :柵極(G)與源極(S)之間所能施加的最大電壓值。

1.2 額定電流

ID(DC):漏極允許通過的最大直流電流值。

此值受到導(dǎo)通阻抗、封裝和內(nèi)部連線等的制約。

TC =25℃(假定封裝緊貼無限大散熱板)。

lD(Pulse) :漏極允許通過的最大脈沖電流值。

此值還受到脈沖寬度和占空比等的制約。

1.3 額定功耗

PT：芯片所能承受的最大功耗，其測定條件有以下兩種：

①TC=25°C的條件…緊接無限大放熱板，封裝

C: Case的簡寫 背面溫度為25°C (圖1)

②TA=25°C的條件.…直立安裝不接散熱板

A: Ambient的簡寫 環(huán)境溫度為25°C(圖2)

1.4 額定溫度

Tch：MOSFET的溝道的上限溫度：

一般Tch≤150°C(例)

Tstg：MOSFET器件本身或者使用了MOSFET的產(chǎn)品，其保存溫度范圍為：

最低-55°C，最高150°C(例)

1.5 熱阻

表示熱傳導(dǎo)的難易程度。熱阻值越小，散熱性能越好。如果使用手冊(cè)上沒有注明熱阻值時(shí)，可根據(jù)額定功耗PT及Tch將其算出。

①溝道/封裝之間的熱阻(有散熱板的條件)

②熱阻Rth的計(jì)算

例1：計(jì)算2SK3740溝道 /封裝之間的熱阻

2SK3740的額定功耗PT（TC= 25°C)

PT=[ 100 ](W)

因此

例2:計(jì)算2SK3740溝道/環(huán)境之間的熱阻

2SK3740的額定功耗PT (Ta= 25°C)

PT=[1.5](W)

因此

③溝道溫度Tch的計(jì)算，利用熱阻抗計(jì)算溝道溫度

有散熱板的情況下：

直立安裝無散熱板的情況下：

例：計(jì)算2SK3740在以下條件下的溝道溫度Tch

條件：有散熱板，且封裝背面溫度Tc=50 °C

現(xiàn)在功耗Pt = 2W

（額定功耗PT(Tc=25°C) =100W）

則計(jì)算結(jié)果如下：

1.6 安全動(dòng)作區(qū)SOA

SOA = Safe Operating Area

或

AOS = Area of Safe Operating

①正偏壓時(shí)的安全動(dòng)作區(qū)

1.7 抗雪崩能力保證

對(duì)馬達(dá)、線圈等電感性負(fù)載進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作時(shí)，關(guān)斷的瞬間會(huì)有感生電動(dòng)勢產(chǎn)生。

①電路比較

(1)以往產(chǎn)品(無抗雪崩保證)的電路必須有吸收電路以保證瞬間峰值電壓不會(huì)超過VDSS。

(2)有抗雪崩能力保證的產(chǎn)品，MOSFET自身可以吸收瞬間峰值電壓而無需附加吸收電路。

②實(shí)際應(yīng)用例

額定電壓VDSS為600V的MOSFET的雪崩波形(開關(guān)電源)

③抗雪崩能力保證定義

單發(fā)雪崩電流IAS：下圖中的峰值漏極電流

單發(fā)雪崩能量EAS：一次性雪崩期間所能承受的能量，以Tch≤150°C為極限

連續(xù)雪崩能量EAR：所能承受的反復(fù)出現(xiàn)的雪崩能量，以Tch≤150°C為極限

④怎樣選擇MOSFET的額定值

器件的額定

電壓值 應(yīng)高于實(shí)際最大電壓值20%

電流值 應(yīng)高于實(shí)際最大電流值20%

功耗值 應(yīng)高于實(shí)際最大功耗的50%

而實(shí)際溝道溫度不應(yīng)超過-125 °C

上述為推薦值。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮最壞的條件。如溝道溫度Tch從50°C提高到100°C時(shí)，推算故障率降提高20倍。

2電參數(shù)

2.1 漏電流

IDSS：漏極與源極之間的漏電流。VGS= 0時(shí)，D與S之間加VDSS。

IGSS：柵極與源極之間的漏電流。VDS=0時(shí)，G與S之間加VGSS。

2.2 柵極閾值電壓VGS(off)或VGS(th)

MOSFET的VDS= 10V

1D=1mA 時(shí)的柵極電壓VGS

①閾值電壓的溫度特性

MOSFET具有負(fù)的溫度特性，而且變化率比雙極型晶體管大。

如：雙極型晶體管約為-2.2mV/°C,MOSFET約為-5mV/°C

2.3 正向傳到系數(shù)yfs

單位VGS的變化所引起的漏極電流ID的變化。單位為S。

例如:3S時(shí)，VGs變化1V，那么漏極電流會(huì)增加3A。

在作為負(fù)載開關(guān)用時(shí)，若是電容性負(fù)載，則進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)，因?yàn)榻o電容。

充電需要過渡電流，如果yfs太小，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)開關(guān)不動(dòng)作的現(xiàn)象。

2.4 漏極/源極間的導(dǎo)通阻抗RDs(on)

MOSFET處于導(dǎo)通狀態(tài)下的阻抗。導(dǎo)通阻抗越大，則開啟狀態(tài)時(shí)的損耗越大。因此，要盡量減小MOSFET的導(dǎo)通阻抗。

①導(dǎo)通阻抗的各種相關(guān)性

2.5 內(nèi)部容量

容量值越小，QG越小，開關(guān)速度越快，開關(guān)損耗就越小。

開關(guān)電源、DC/DC變換器等應(yīng)用，要求較小的QG值。

2.6 電荷量

QG：柵極的總電荷量，VGS=10V時(shí)，達(dá)到導(dǎo)通狀態(tài)所需的電荷量

QGS：柵極/源極間所要電荷量

QGD：柵極/漏極間所需電荷量

電荷量 Q=CXV,而開關(guān)時(shí)間 t=Q/I。

電荷的容量越大，所需開關(guān)時(shí)間t就越大，開關(guān)損失也越大。

2.7 開關(guān)時(shí)間

2.8內(nèi)部二極管

柵極/源極電壓VGS=0時(shí)，內(nèi)部二極管的正向電壓-電壓特性。

柵極/源極間加正向偏壓時(shí)，即MOSFET導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，與導(dǎo)通阻抗的特性一致。

2.9 內(nèi)部二極管的反向恢復(fù)時(shí)間trr、反向恢復(fù)電荷量Qrr

二極管可視為一種電容。積累的電荷Qrr完全放掉需要時(shí)間為trr。

另外，由于反向恢復(fù)時(shí)，處于短路狀態(tài)，損耗很大。因此內(nèi)部寄生二極管的電容特性使MOSFET開關(guān)頻率受到限制。

審核編輯：湯梓紅