為了更深入的理解功率MOSFET的其它一些參數(shù),本文仍然選用英飛凌公司的功率MOSFET為例,,型號為IPD90N06S4-04(http://www./optimos-T),。為了使每個參數(shù)的說明更具備直觀性和易于理解,所有的表格和圖表也是從IPD90N06S4-04中摘錄出來的,。下面就對這些參數(shù)做逐一的介紹,。
如果需要更好的理解功率MOSFET,則需要了解更多的一些參數(shù),,這些參數(shù)對于設(shè)計都是十分必要和有用的,。這些參數(shù)是ID、Rthjc,、SOA,、Transfer Curve、和EAS,。
ID:定義了在室溫下漏級可以長期工作的電流,。需要注意的是,這個ID電流的是在Vgs在給定電壓下,,TC=25℃下的ID電流值,。
ID的大小可以由以下的公式計算:
以IPD90N06S4-04為例,,計算出的結(jié)果等于169A。為何在數(shù)據(jù)表上只標(biāo)注90A呢,?這是因為最大的電流受限于封裝腳位與焊線直徑,,在數(shù)據(jù)表的注釋1)中可以看到詳細的解釋。如下表所示:
此外,,數(shù)據(jù)表中還給出了ID和結(jié)溫之間的曲線關(guān)系,。從下表中可以看出,當(dāng)環(huán)境溫度升高時,, ID會隨著溫度而變化,。在最差的情況下,需要考慮在最大環(huán)境溫度下的ID的電流仍然滿足電路設(shè)計的正常電流的要求,。
Rthjc:溫阻是對設(shè)計者需要非常關(guān)注的設(shè)計參數(shù),,特別是當(dāng)需要計算功率MOSFET在單脈沖和不同占空比時的功率損耗時,就需要查看這個數(shù)據(jù)表來進行設(shè)計估算,。筆者將在如何用數(shù)據(jù)表來進行設(shè)計估算中來具體解釋,。
SOA:功率MOSFET的過載能力較低,為了保證器件安全工作,,具有較高的穩(wěn)定性和較長的壽命,,對器件承受的電流、電壓,、和功率有一定的限制,。把這種限制用Uds-Id坐標(biāo)平面表示,便構(gòu)成功率MOSFET的安全工作區(qū) (Safe OperaTIng Area,,縮稱SOA),。同一種器件,其SOA的大小與偏置電壓,、冷卻條件,、和開關(guān)方式等都有關(guān)系。如果要細分SOA,,還有二種分法,。按柵極偏置分為正偏置SOA和反偏置SOA;按信號占空比來分為直流SOA,、單脈沖SOA,、和重復(fù)脈沖SOA。
功率MOSFET在開通過程及穩(wěn)定導(dǎo)通時必須保持柵極的正確偏置,,正偏置SOA是器件處于通態(tài)下容許的工作范圍,;相反,當(dāng)關(guān)斷器件時,,為了提高關(guān)斷速度和可靠性,,需要使柵極處于反偏置,,所以反偏置SOA是器件關(guān)斷時容許的工作范圍。
直流SOA相當(dāng)于占空比-》1是的工作條件,;單脈沖SOA則對應(yīng)于占空比-》 0時的工作條件,;重復(fù)脈沖SOA對應(yīng)于占空比在0 《 D 《 1時的工作條件。從數(shù)據(jù)表上可以看出:單脈沖SOA最大,,重復(fù)脈沖SOA次之,,直流SOA最窄。
Transfer Curve:是用圖表的方式表達出ID和Vgs的函數(shù)關(guān)系,。廠商會給出在不同環(huán)境溫度下的三條曲線,。通常這三條曲線都會相交與一點,,這個點叫做溫度穩(wěn)定點,。