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MOSFET의 특성은 무엇입니까?

2023-03-31 1063

MOSFET의 기생 용량과 온도 특성

MOSFET의 정전용량

그림 1에서 보는 바와 같이 전력 MOSFET의 구조에는 기생 용량이 존재합니다.

전력 MOSFET의 구조는 그림 1과 같이 기생 커패시턴스가 존재합니다. MOSFET의 G(게이트) 단자는 산화막에 의해 다른 전극과 절연되어 있으며, DS(드레인, 소스) 사이에 PN 접합이 형성되어 내장 다이오드 구조를 형성합니다. Cgs, Cgd 용량은 산화막의 커패시턴스에 의해 결정되고, Cds는 내장 다이오드의 접합 용량에 의해 결정됩니다.

그림 1: MOSFET의 정전용량 모델

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일반적으로 표 1의 Ciss/Coss/Crss의 세 가지 유형은 MOSFET 사양에 기록되어 있습니다.

표 1 MOSFET의 정전용량 특성
표시 공식 의미
CISS Cgs+Cgd 입력 용량
C센터 Cds+Cgd 출력 용량
CRSS Cgd 피드백 용량

그림 2에서 볼 수 있듯이 커패시턴스 특성은 DS(드레인과 소스) 사이의 전압 VDS에 따라 달라집니다. VDS가 클수록 용량 값은 작아집니다.

그림 2: 용량 - VDS 종속성

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온도 특성

실제 측정 예는 그림 (1) ~ (3)에 나와 있습니다.

용량 특성의 온도 의존성은 거의 차이가 없습니다.

그림 3: 정전용량 온도 특성

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MOSFET 스위칭 및 온도 특성에 관하여

MOSFET 스위칭 시간에 관하여

게이트 전압이 ON/OFF되면 MOSFET도 ON/OFF됩니다. 이 지연 시간이 스위칭 시간입니다. 스위칭 시간은 표 1과 같습니다. 일반적으로 td(on)/tr/td(off)/tf는 사양에 명시되어 있습니다.


Slkor는 일반을 결정합니다. 사양의 값은 그림 2의 회로 측정값을 기준으로 합니다.

표 1: MOSFET의 SW 특성
표시 내용
t님) 지연 시간 켜기
(VGS 10%→VDS 90의 %)
tr 상승 시간
(VDS 90%→VDS 10의 %)
t버리다) OFF 지연 시간
(VGS 90%→VDS 10의 %)
tf 가을 시간
(VDS 10%→VDS 90의 %)
ton 개장 시간
(t님) + 티r)
t오프 꺼짐 시간
(t버리다) + 티f)
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온도 특성

측정된 예는 그림 3(1)~(4)와 같다.

스위칭 시간은 온도가 상승함에 따라 약간 증가하지만 온도가 10°C까지 상승하면 약 100% 정도 증가하며 스위칭 특성의 온도 의존성은 거의 없습니다.

그림 3: 스위칭 온도 특성

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V에 관해서GS (일) MOSFET의 (임계값)

V 소개GS (일) MOSFET의

MOSFET이 켜질 때, GS(게이트, 소스) 사이에 필요한 전압을 VGS(th) (임계값)이라고 합니다.

즉, 한계값 이상의 전압이 입력되면 MOSFET이 켜진다.

그렇다면 MOSFET이 켜진 상태에서 얼마나 많은 A 전류를 흘릴 수 있을까요? 각 부품의 전류는 사양서의 전기적 특성 열에 기록되어 있습니다.


표 1은 사양서의 전기적 특성란의 예시이다. 이 경우, 입력 VDS=10V일 때 ID에 1mA 전류를 통과시키는데 필요한 게이트 문턱전압 ID(th)는 1.0V~2.5V이다.

표 1: 사양의 전기적 특성 열

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ID-VGS 특성 및 온도 특성

그림 1과 2는 I의 실제 측정 예를 보여줍니다.D-VGS 특성 및 임계 온도 특성.

그림 1에서 볼 수 있듯이 대부분의 전류를 통과시키기 위해서는 상대적으로 큰 게이트 전압이 필요합니다.

표 1에 나열된 모델들은 사양상 2.5V 이하의 제한값을 가지고 있으나 4V 구동 제품이다.

사용시 게이트 전압을 입력하여 충분히 ON 되도록 해주세요.


그림 2에서 볼 수 있듯이 한계값은 온도에 따라 감소합니다.

문턱전압 변화를 관찰함으로써 소자의 채널온도를 계산할 수 있다.

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