MOSFETの寄生容量と温度特性

MOSFETの静電容量

パワーMOSFETの構造には、図1に示すように寄生容量が存在します。

パワーMOSFETの構造上、図1に示すように寄生容量が存在します。MOSFETのG（ゲート）端子は酸化膜によって他の電極から絶縁されており、DS（ドレイン、ソース）間にPN接合が形成され、内蔵ダイオード構造を形成しています。Cgs、Cgd容量は酸化膜の容量によって決まり、Cdsは内蔵ダイオードの接合容量によって決まります。

一般的に、MOSFET の仕様には表 1 の XNUMX 種類の Ciss/Coss/Crss が記録されています。

図2に示すように、容量特性はDS(ドレイン・ソース)間電圧VDSに依存します。 VDS が大きいほど容量値は小さくなります。

温度特性

実際の測定例を図(1)～(3)に示します。

容量特性の温度依存性はほとんど変わりません。

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MOSFETスイッチングとその温度特性について

MOSFETのスイッチング時間について

ゲート電圧がオン/オフした後、MOSFETはオン/オフします。この遅延時間がスイッチング時間です。スイッチング時間は表1に示されています。一般的に、td(on)/tr/td(off)/tfは仕様書に記載されています。

Slkor がタイプを決定します。仕様の値は図 2 の回路の実測値に基づいています。

表1: MOSFETのSW特性

Mark Hodder	コンテンツ
tドン）	遅延時間をオンにする (VGS 10%→VDS 90％）を
tr	立ち上がり時間 (VDS 90%→VDS 10％）を
td（オフ）	オフディレー時間 (VGS 90%→VDS 10％）を
tf	立ち下がり時間 (VDS 10%→VDS 90％）を
ton	開始時間 (tドン） +tr)
tOFF	オフタイム (td（オフ） +tf)

温度特性

測定例を図3(1)～(4)に示します。

スイッチング時間は温度が上昇すると若干増加しますが、10℃までは100%程度増加し、スイッチング特性の温度依存性はほとんどありません。

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VについてGS（TH） MOSFETの（しきい値）

VについてGS（TH） MOSFETの

MOSFETがオンのとき、GS（ゲート、ソース）間に必要な電圧をVGS(th)（しきい値）と呼びます。

つまり、制限値以上の電圧が入力されると、MOSFET がオンになります。

では、MOSFETはオン状態のときに何Aの電流を流せるのでしょうか？部品ごとに、仕様書の電気特性欄に記載されています。

表1は仕様書の電気的特性欄の一例です。この場合、入力 VDS=10V のとき、ID に 1mA の電流を流すために必要なゲートしきい値電圧 ID(th) は 1.0V ～ 2.5V となります。

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ID-VGS 特性と温度特性

Iの実測例を図1、図2に示します。D-VGS 特性としきい値温度特性。

図 1 に示すように、大部分の電流を流すには、比較的大きなゲート電圧が必要です。

表1に記載の機種は仕様上2.5V以下の制限値がありますが、4V駆動の製品です。

ご使用の際は十分にオンするゲート電圧を入力してください。

図 2 に示すように、制限値は温度とともに減少します。

しきい値電圧の変化を観察することで、素子のチャネル温度を計算できます。