Skýring á hverri færibreytu afl MOSFETs

VDSS hámarks frárennslisspenna

Þegar hliðargjafinn er stuttur er spennueinkunn frárennslisgjafa (VDSS) hámarksspenna sem hægt er að beita á frárennslisgjafanum án þess að snjóflóð bili. Það fer eftir hitastigi, raunveruleg snjóflóðabilunarspenna getur verið lægri en VDSS. Fyrir nákvæma lýsingu á V(BR)DSS, sjá Rafstöðueiginleikar

Fyrir nákvæma lýsingu á V(BR)DSS, sjá Rafstöðueiginleikar.

VGS Hámarks Gate Source spenna

VGS spennustigið er hámarksspenna sem hægt er að beita á milli hliðaruppsprettuskautanna. Megintilgangur þess að stilla þessa spennueinkunn er að koma í veg fyrir skemmdir á hliðaroxíðinu af völdum of mikillar spennu. Raunspennan sem hliðoxíðið þolir er mun hærri en málspennan, en mun vera breytileg eftir framleiðsluferlinu.

Raunverulegt hliðaroxíð þolir miklu hærri spennu en málspennan, en þetta mun vera breytilegt eftir framleiðsluferlinu, þannig að halda VGS innan málspennunnar mun tryggja áreiðanleika forritsins.

ID - Stöðugur lekastraumur

ID er skilgreint sem leyfilegur hámarks samfelldur DC straumur við hámarkshitastig tengipunkta, TJ(max), og yfirborðshita rörsins 25°C eða hærra. Þessi færibreyta er fall af hlutfalli hitauppstreymis milli móts og hólfs, RθJC, og hitastigs hólfsins:

Skiptatap er ekki innifalið í auðkenninu og erfitt er að halda yfirborðshita rörsins við 25°C (Tcase) til hagnýtingar. Þess vegna er raunverulegur rofistraumur í harðskiptaforritum venjulega minna en helmingur af auðkennismatinu @ TC = 25°C, venjulega á bilinu 1/3 til 1/4. viðbót.

Að auki er hægt að áætla auðkenni við tiltekið hitastig ef varmaviðnám JA er notað, sem er raunhæfara gildi.

IDM - Impulse Drain Current

Þessi færibreyta endurspeglar magn púlsstraums sem tækið ræður við, sem er mun hærra en samfelldur jafnstraumur. Tilgangurinn með því að skilgreina IDM er: óma svæði línunnar. Fyrir ákveðna hlið-uppspretta spennu, theMOSFETleiðir með hámarks frárennslisstraum til staðar

núverandi. Eins og sýnt er á myndinni, fyrir tiltekna hlið-uppsprettuspennu, ef vinnustaðurinn er staðsettur á línulegu svæðinu, hækkar aukning á frárennslisstraumi frárennslisspennu, sem eykur leiðnartapið. Langvarandi notkun á miklu afli mun leiða til bilunar í tækinu. Af þessum sökum

Þess vegna þarf að stilla nafn IDM fyrir neðan svæðið við dæmigerða hliðardrifspennu. Skurðpunktur svæðisins er á mótum Vgs og ferilsins.

Því þarf að setja efri straumþéttleikamörk til að koma í veg fyrir að flísinn verði of heitur og brenni út. Þetta er í meginatriðum til að koma í veg fyrir of mikið straumflæði í gegnum pakkann, þar sem í sumum tilfellum er "veikasta tengingin" á allri flísinni ekki flísin, heldur pakkann.

Með hliðsjón af takmörkunum hitauppstreymisáhrifa á IDM er hitastigsaukningin háð púlsbreidd, tímabili milli púlsa, hitaleiðni, RDS(on) og bylgjuformi og amplitude púlsstraumsins. Það að fullnægja því einfaldlega að púlsstraumurinn fari ekki yfir IDM mörkin tryggir ekki að hitastig tengisins

fer ekki yfir leyfilegt hámarksgildi. Hægt er að áætla hitastig á mótum undir púlsstraumi með því að vísa til umfjöllunar um skammvinnt varmaviðnám í varma- og vélrænum eiginleikum.

PD - Heildar leyfileg rásafldreifing

Heildar leyfileg rásafldreifing kvarðar hámarksaflsdreifingu sem tækið getur dreift og hægt er að gefa upp sem fall af hámarkshitastigi tengipunkta og hitaviðnám við 25°C hitastig hússins.

TJ, TSTG - Umhverfishitasvið starfrækslu og geymslu

Þessar tvær breytur kvarða hitastigssvið tengisins sem leyfilegt er af rekstrar- og geymsluumhverfi tækisins. Þetta hitastig er stillt til að uppfylla lágmarkslíftíma tækisins. Að tryggja að tækið vinni innan þessa hitastigs mun lengja endingartíma þess verulega.

EAS-Single Pulse Avalanche Breakdown Energy

 

Ef spennuhöggið (venjulega vegna lekastraums og flökkuspennu) fer ekki yfir bilanaspennu mun tækið ekki verða fyrir snjóflóðabilun og þarf því ekki getu til að dreifa snjóflóðabilun. Snjóflóðabilunarorkan kvarðar skammvinn yfirskot sem tækið þolir.

Snjóflóðabilunarorka skilgreinir öruggt gildi skammvinnrar yfirspennu sem tæki þolir og er háð því magni orku sem þarf að dreifa til að snjóflóðabilun eigi sér stað.

Tæki sem skilgreinir orkueinkunn fyrir snjóflóðabilun skilgreinir venjulega einnig EAS-einkunn, sem er svipuð í merkingu og UIS-einkunn, og skilgreinir hversu mikla öfuga snjóflóðabilunarorku tækið getur örugglega tekið í sig.

L er inductance gildi og iD er hámarks straumur sem flæðir í inductor, sem er skyndilega breytt í affallsstraum í mælitækinu. Spennan sem myndast yfir inductor fer yfir MOSFET sundurliðunarspennu og mun leiða til snjóflóðabilunar. Þegar snjóflóðabilun á sér stað mun straumurinn í spólunni renna í gegnum MOSFET tækið þóMOSFETer slökkt. Orkan sem geymd er í spólunni er svipuð orkan sem geymd er í flökkuspólunni og dreifist af MOSFET.

Þegar MOSFET eru tengdir samhliða eru sundurliðunarspennurnar varla eins á milli tækja. Það sem venjulega gerist er að eitt tæki er það fyrsta sem lendir í snjóflóðabilun og allir síðari snjóflóðabilunarstraumar (orka) flæða í gegnum það tæki.

EAR - Energy of Repeating Avalanche

Orka endurtekinna snjóflóða er orðin "iðnaðarstaðall", en án þess að stilla tíðni, önnur tap og magn kælingar hefur þessi breytu enga þýðingu. Hitaleiðni (kæling) ræður oft endurtekinni snjóflóðaorku. Það er líka erfitt að spá fyrir um hversu mikla orku sem myndast við niðurbrot snjóflóða.

Það er líka erfitt að spá fyrir um hversu mikla orku sem myndast við niðurbrot snjóflóða.

Raunveruleg merking EAR einkunnarinnar er að kvarða þá endurteknu niðurbrotsorku snjóflóða sem tækið þolir. Þessi skilgreining gerir ráð fyrir að engin takmörkun sé á tíðni svo tækið ofhitni ekki, sem er raunhæft fyrir öll tæki þar sem snjóflóð geta orðið.

Það er góð hugmynd að mæla hitastig tækisins í notkun eða hitaupptöku til að sjá hvort MOSFET tækið sé að ofhitna við sannprófun á hönnun tækisins, sérstaklega fyrir tæki þar sem líklegt er að snjóflóð bilun.

IAR - Avalanche Breakdown Current

Í sumum tækjum krefst tilhneigingar straumstilla brúnarinnar á flísinni við snjóflóðabilun að snjóflóðastraumurinn IAR sé takmarkaður. Þannig verður snjóflóðastraumurinn „smáa letrið“ á orkuforskriftinni um niðurbrot snjóflóða; það sýnir raunverulega getu tækisins.

Part II Static Electrical Characterization

V(BR)DSS: Niðurbrotsspenna frárennslisgjafa (eyðingarspenna)

V(BR)DSS (stundum kallað VBDSS) er frárennslisspennan þar sem straumurinn sem flæðir í gegnum niðurfallið nær tilteknu gildi við tiltekið hitastig og með stuttum hliðargjafa. Afrennslisspennan í þessu tilfelli er niðurbrotsspenna snjóflóða.

V(BR)DSS er jákvæður hitastuðull og við lágt hitastig er V(BR)DSS lægri en hámarksmatur frárennslisspennu við 25°C. Við -50°C er V(BR)DSS lægra en hámarksmatið fyrir frárennslisspennu við -50°C. Við -50°C er V(BR)DSS um það bil 90% af hámarksspennu frárennslisgjafa við 25°C.

VGS(þ), VGS(slökkt): Þröskuldsspenna

VGS(th) er spennan sem viðbætt gate source spenna getur valdið því að straumurinn byrjar að vera með straum eða straumurinn hverfur þegar slökkt er á MOSFET, og skilyrði fyrir prófun (afrennslisstraumur, frárennslisgjafaspenna, tengi hitastig) eru einnig tilgreindar. Venjulega hafa öll MOS hlið tæki mismunandi

þröskuldsspenna verður mismunandi. Þess vegna er breytileiki VGS(th) tilgreindur.VGS(th) er neikvæður hitastuðull, þegar hitastigið hækkar,MOSFETkviknar á tiltölulega lágri hliðarspennu.

RDS(on): On-resistance

RDS(on) er viðnám frárennslisgjafa sem er mæld við ákveðinn frárennslisstraum (venjulega helmingur auðkennisstraums), hliðarspennu og 25°C. RDS(on) er viðnám frárennslisgjafa sem er mæld við ákveðinn frárennslisstraum (venjulega helmingur auðkennisstraums), hliðarspennu og 25°C.

IDSS: núll hlið spennu afrennslisstraumur

IDSS er lekastraumurinn á milli frárennslis og uppsprettu við tiltekna frárennslisuppsprettuspennu þegar hliðaruppsprettaspennan er núll. Þar sem lekastraumur eykst með hitastigi er IDSS tilgreint bæði við herbergishita og háan hita. Hægt er að reikna út aflgjafa vegna lekastraums með því að margfalda IDSS með spennunni á milli frárennslisgjafa, sem venjulega er hverfandi.

IGSS - Gate Source Leakage Current

IGSS er lekastraumurinn sem flæðir í gegnum hliðið við tiltekna hliðarspennu.

Hluti III Dynamic Electrical Characteristics

Ciss: Inntaksrýmd

Rýmd milli hliðsins og uppsprettu, mæld með AC merki með því að stytta frárennsli til uppsprettu, er inntaksrýmd; Ciss myndast með því að tengja rýmd hliðarrennslis, Cgd, og hliðargetu, Cgs, samhliða, eða Ciss = Cgs + Cgd. Kveikt er á tækinu þegar inntaksrýmd er hlaðin að viðmiðunarspennu og slökkt er á því þegar það er tæmt að ákveðnu gildi. Þess vegna hafa ökumannsrásin og Ciss bein áhrif á kveikja og slökkva seinkun tækisins.

Coss: Úttaksrýmd

Úttaksrýmd er rýmd milli frárennslis og uppsprettu mæld með AC merki þegar hliðargjafinn er stuttur, Coss myndast með því að samsíða frárennslisgjafarrýmdinni Cds og hliðrennslisrýmdinni Cgd, eða Coss = Cds + Cgd. Fyrir soft-switch forrit er Coss mjög mikilvægt vegna þess að það getur valdið ómun í hringrásinni.

Crss: Reverse Transfer Capacitance

Rafmagnið sem mælt er á milli frárennslis og hliðs með upptökin jarðtengd er andstæða flutningsrýmd. Andstæða flutningsrýmd jafngildir rýmd hliðarrennslis, Cres = Cgd, og er oft kölluð Miller rýmd, sem er ein mikilvægasta færibreytan fyrir hækkun og falltíma rofa.

Það er mikilvæg færibreyta fyrir skiptahækkunar- og falltímana og hefur einnig áhrif á slökkvitímann. Rafmagnið minnkar þegar frárennslisspennan eykst, sérstaklega úttaksrýmd og öfug flutningsrýmd.

Qgs, Qgd og Qg: Gate Charge

Hleðslugildið endurspeglar hleðsluna sem er geymd á þéttinum á milli skautanna. Þar sem hleðslan á þéttanum breytist með spennunni á augnabliki sem skipt er, eru áhrif hliðarhleðslu oft tekin til greina þegar hlaða drifrásir eru hannaðir.

Qgs er hleðslan frá 0 til fyrsta beygingarpunktsins, Qgd er hlutinn frá fyrsta til annars beygingarpunktsins (einnig kallaður "Miller" hleðslan), og Qg er hlutinn frá 0 að þeim punkti þar sem VGS er jöfn tiltekið drif spennu.

Breytingar á lekastraumi og lekaspennu hafa tiltölulega lítil áhrif á hliðarhleðslugildið og hliðarhleðslan breytist ekki með hitastigi. Prófunarskilyrðin eru tilgreind. Línurit yfir hliðarhleðslu er sýnt á gagnablaðinu, þar á meðal samsvarandi hliðarhleðslubreytingarferlar fyrir fastan lekstraum og mismunandi lekauppsprettuspennu.

Samsvarandi hliðarhleðslubreytingarferlar fyrir fastan frárennslisstraum og mismunandi frárennslisspennu eru innifalin í gagnablöðunum. Á línuritinu eykst hásléttuspennan VGS(pl) minna með auknum straumi (og minnkar með minnkandi straumi). Hálendisspennan er einnig í réttu hlutfalli við þröskuldsspennuna, þannig að önnur þröskuldspenna mun framleiða aðra hásléttuspennu.

spennu.

Eftirfarandi skýringarmynd er ítarlegri og beitt:

td(on): töf á tíma

Töf á tíma er tíminn frá því að hliðarspennan hækkar í 10% af drifspennu hliðsins þar til lekastraumurinn hækkar í 10% af tilgreindum straumi.

td(off): Slökkt á seinkun

Slökkvitíminn er sá tími sem líður frá því að spenna hliðargjafans fellur niður í 90% af drifspennu hliðsins þar til lekastraumurinn fer niður í 90% af tilgreindum straumi. Þetta sýnir seinkunina sem verður áður en straumurinn er fluttur á álagið.

tr : Rise Time

Hækkunartími er sá tími sem það tekur frárennslisstraum að hækka úr 10% í 90%.

tf : Falltími

Falltími er sá tími sem það tekur frárennslisstraum að falla úr 90% í 10%.