MOS_设计选型MOSFET 设计选型指导
1、目的: 2
2、适用范围: 2
3、背景说明: 2
制作MOSFET指导书的必要性: 2
MOSFET的内部结构图及封装图: 3
瑞谷MOSFET类别(简介范围): 3
4、MOSFET知识介绍 3
MOSFET工作原理图 3
MOSFET类型和主要特性 5
主要参数介绍及定义 6
最大额定参数 6
静态电特性 10
动态电特性 12
5、运放案例分析: 14
6、器件设计选型注意事项 15
1、目的:
提升技术人员对MOSFET器件的了解水准,并通过后续不断升级和完善,可形成具有实际指导性的文件;
避免电路设计不匹配,器件选型、器件替代错乱等等;
2、适用范围:
本指导书适用于对MOSFET知识学习,设计选型号及替代。
3、背景说明:
制作MOSFET指导书的必要性:
在2010年MOSFET出现了两个品牌失效:
客户端IPS 品牌失效:2010年,AP54在客户端失效MOSFET超过40PCS,该器件为IPS 品牌型号FTA06N65,规格650V ;
生产线 AOS 品牌失效:2010年九月份,AP54产品在手动OVP测试时,一天时间失效了10PCS MOSFET,品牌:AOS,型号:AOTF7N65,规格:650V 7A;除了OVP工位外,其他测试工位也有零星失效;
针对出现的这些问题,我们不仅要立即处理失效品保证正常生产出货,更重要的是怎样做到预防和避免。因此,制定MOSFET设计选型指导书很有必要;
MOSFET的内部结构图及封装图:(举例)
目前瑞谷MOSFET类别(简单介绍):
TO-220:40V/202A---800V/11A
SO-8 :12V/25A ---200V/ 4A
DPAK :30V/90A----800V/ 3A
D2PAK:30V/90A---500V/12A
TO-3P :200V/42A—900V/11A
4、MOSFET知识介绍
MOSFET工作原理图:
图1 MOSFET(N沟增强型)结构图2 Vgs=0 栅极G无感应电荷图3 Vgs 〉0 产生电场
图4 Vgs增大,形成耗尽层图5 Vgs继续增大吸引衬底电子图6 Vgs= Vt衬底电子形成反型层,
反型层即导电沟道
图7 Vgs>VT Vds>0 产生Id 图8 Vds不变,Vgs增加 Id增加图9 Vds大于夹断电压 Id饱和,
Vgs不变,Vds增加 Id增加电流不再随Vds增加而增加
MOSFET类型和主要特性
N-MOSET:增强型—耗尽型--
P-MOSET:增强型-- 耗尽型--
上图转移特性
下图输入输出特性
主要参数介绍及定义
最大额定参数
最大额定参数,所有数值取得条件(Ta=25℃)
VDSS 最大漏-源电压
在栅源短接,漏-源额定电压(VDSS)是指漏-源未发生雪崩击穿前所能施加的最大电压。根据温度的不同,实际雪崩击穿电压可能低于额定VDSS。关于V(BR)DSS的详细描述请参见静电学特性。
VGS 最大栅源电压
VGS额定电压是栅源两极间可以施加的最大电压。设定该额定电压的主要目的是防止电压过高导致的栅氧化层损伤。实际栅氧化层可承受的电压远高于额定电压,但是会随制造工艺的不同而改变,因此保持VGS在额定电压以内可以保证应用的可靠性。
ID - 连续漏电流
ID定义为芯片在最大额定结温TJ(max)下,管表面温度在25℃或者更高温度下,可允许的最大连续直流电流。该参数为结与管壳之间额定热阻RθJC和管壳温度的函数:
ID中并不包含开关损耗,并且实际使用时保持管表面温度在25℃(Tcase)也很难。因此,硬开关应用中实际开关电流通常小于ID 额定值(@ TC = 25℃)的一半,通常在1/3~1/4。补充,如果采用热阻RθJA的话可以估算出特定温度下的ID,这个值更有现实意义。
IDM -脉冲漏极电流
该参数反映了器件可以处理的脉冲电流的高低,脉冲电流要远高于连续的直流电流。定义IDM的目的在于:对于一定的栅-源电压,MOSFET导通后,存在最大的漏极电流。如图所示,对于给定的一个栅-源电压,如果工作点位于线性区域内,漏极电流的增大会提高漏-源电压,由此增大导通损耗。长时间工作在大功率之下,将导致器件失效。因此,在典型栅极驱动电压下,需要将额定IDM设定在区域之下。区域的分界点在Vgs和曲线相交点。
因此需要设定
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