解決方案
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MOSFET有什麼特色?

2023-03-31 1064

MOSFET的寄生電容與溫度特性

MOSFET的電容

在功率MOSFET的結構中,如圖1所示,有寄生電容。

從功率MOSFET的結構來看,如圖1所示,有寄生電容。 MOSFET的G(閘極)端透過氧化膜與其他電極絕緣,與DS(汲極、源極)之間形成PN結,構成內建二極體結構。 Cgs、Cgd容量由氧化膜電容決定,Cds則由內建二極體的結電容決定。

圖 1:MOSFET 的電容模型

image.png

一般來說,MOSFET規格書中會記錄表1中的Ciss/Coss/Crss三種。

表1 MOSFET的電容特性
馬可福音 公式 意思
C國際空間站 Cgs+Cgd 輸入容量
C中心 Cds+Cgd 輸出能力
CRSS Cgd 回饋能力

如圖2所示,電容特性取決於DS(汲極和源極)之間的電壓VDS。 VDS越大,容量值越小。

圖 2:容量 - VDS 依賴性

image.png

溫度特性

實際測量示例如圖(1)~(3)所示

容量特性的溫度依賴性幾乎沒有差異。

圖 3:電容溫度特性

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關於MOSFET開關及其溫度特性

關於MOSFET開關時間

閘極電壓ON/OFF後,MOSFET導通/關斷,這段延遲時間即為開關時間,開關時間如表1所示,一般規格書中會記錄td(on)/tr/td(off)/tf。


Slkor 確定類型。規格值是基於圖 2 中電路的測量值。

表1:MOSFET的SW特性
馬可福音 內容
t大學教師) 開啟延遲時間
(VGS 10%→VDS 90%)
tr 上升時間
(VDS 90%→VDS 10%)
t脫) OFF延遲時間
(VGS 90%→VDS 10%)
tf 下降時間
(VDS 10%→VDS 90%)
ton 營業時間
(t大學教師) + tr)
toff 關閉時間
(t脫) + tf)
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溫度特性

實測實例如圖3(1)~(4)所示。

隨著溫度升高,開關時間略有增加,但當溫度升至10°C時,開關時間增加約100%,且開關特性幾乎沒有溫度依賴性。

圖 3:開關溫度特性

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關於VGS(TH) MOSFET(閾值)

關於VGS(TH) MOSFET

MOSFET導通時,GS(閘極,源極)之間所需的電壓稱為VGS(th)(閾值)。

即當輸入超過限定值電壓時,MOSFET導通。

那麼MOSFET在導通狀態下可以通過多少A的電流呢?每一個元件,在規格書的電氣特性一欄裡都有記錄。


表1是規範的電氣特性欄的範例。此時,當輸入VDS=10V時,通過ID 1mA電流所需的閘極閾值電壓ID(th)為1.0V至2.5V。

表 1:電氣特性規格欄

image.png

ID-VGS 特性和溫度特性

圖1和圖2顯示了I的實際測量範例D-VGS 特性和閾值溫度特性。

如圖1所示,為了通過大部分電流,需要相對較大的閘極電壓。

表1中所列的型號在規格中具有2.5V或更低的極限值,但它們是4V驅動的產品。

使用時,請輸入閘極電壓,使其充分導通。


如圖2所示,極限值隨著溫度的升高而降低。

透過觀察閾值電壓的變化,可以計算出元件的通道溫度。

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