电子小知识-MOSFET
2019-01-09 08:43:00l 关于MOSFET的寄生容量和温度特性
l 关于MOSFET的开关及其温度特性
l 关于MOSFET的VGS(th) (界限值)
l ID-VGS特性和温度特性
关于MOSFET的寄生容量和温度特性
MOSFET的静电容量
功率MOSFET在构造上，如图1存在寄生容量。
功率MOSFET在构造上，如图1存在寄生容量 MOSFET的G (栅极) 端子和其他的电极间由氧化膜绝缘，DS (漏极、源极) 间形成PN接合，成为内置二极管构造。Cgs, Cgd容量根据氧化膜的静电容量、Cds根据内置二极管的接合容量决定。
图1: MOSFET的容量模型
一般而言MOSFET规格书上记载的是表1中的Ciss/Coss/Crss三类。
MOSFET的容量特性
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记号 |
算式 |
含义 |
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Ciss |
Cgs+Cgd |
输入容量 |
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Coss |
Cds+Cgd |
输出容量 |
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Crss |
Cgd |
反馈容量 |
容量特性如图2所示，对DS (漏极、源极) 间电压VDS存在依赖性。VDS大则容量值小。
图2: 容量 - VDS 依存性
温度特性
实测例见图(1) ~ (3)所示
关于容量特性的温度依存性几乎没有差异。
图3: 容量温度特性
关于MOSFET的开关及其温度特性
关于MOSFET的开关时间
栅极电压ON/OFF之后，MOSFET才ON/OFF。这个延迟时间为开关时间。开关时间如表1所示种类，一般而言，规格书上记载td(on)/ tr/ td(off)/ tf。
根据图2电路的测定值决定规格书的typ.值。
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MOSFET的SW特性 |
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记 号 |
内 容 |
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td(on) |
开启延迟时间(VGS 10%→VDS 90%) |
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tr |
上升时间(VDS 90%→VDS 10%) |
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td(off) |
关闭延迟时间(VGS 90%→VDS 10%) |
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tf |
下降时间(VDS 10%→VDS 90%) |
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ton |
开启时间 （td(on) + tr） |
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toff |
关闭时间 （td(off) + tf） |
温度特性
实测例如图3(1)~(4)所示。
温度上升的同时开关时间略微增加，但是100°C上升时增加10%成左右，几乎没有开关特性的温度依存性。
图3: 开关温度特性
关于MOSFET的VGS(th)(界限値)
关于MOSFET的VGS(th)
MOSFET开启时，GS (栅极、源极) 间需要的电压称为VGS(th)（界限值)。
即输入界限值以上的电压时MOSFET为开启状态。
那么MOSFET在开启状态时能通过多少A电流？针对每个元件，在规格书的电气特性栏里分别有记载。
表1为规格书的电气特性栏示例。该情况下，输入VDS=10V时，使1mA电流通过ID所需的栅极界限值电压ID(th)为1.0V to 2.5V。
表1: 规格书的电气特性栏
ID-VGS特性和温度特性
ID-VGS特性和界限值温度特性的实测例如图1、2所示。
如图1，为了通过绝大部分电流，需要比较大的栅极电压。
表1所记载的机型，其规格书上的界限值为2.5V以下，但是为4V驱动产品。
使用时请输入使其充分开启的栅极电压。
如图2，界限值随温度而下降。
通过观察界限值电压变化，能够计算元件的通道温度。
图1: ID-VGS特性图2: 界限值温度特性
