Penjelasan setiap parameter MOSFET daya

Tegangan Sumber Pembuangan Maksimum VDSS

Dengan korsleting sumber gerbang, peringkat tegangan sumber pembuangan (VDSS) adalah tegangan maksimum yang dapat diterapkan ke sumber pembuangan tanpa kerusakan longsoran salju. Tergantung pada suhu, tegangan tembus longsoran sebenarnya mungkin lebih rendah dari nilai VDSS. Untuk penjelasan rinci tentang V(BR)DSS, lihat Elektrostatis

Untuk penjelasan rinci tentang V(BR)DSS, lihat Karakteristik Elektrostatis.

Tegangan Sumber Gerbang Maksimum VGS

Peringkat tegangan VGS adalah tegangan maksimum yang dapat diterapkan antara kutub sumber gerbang. Tujuan utama pengaturan rating tegangan ini adalah untuk mencegah kerusakan oksida gerbang akibat tegangan berlebih. Tegangan sebenarnya yang dapat ditahan oleh oksida gerbang jauh lebih tinggi daripada tegangan pengenal, namun akan bervariasi sesuai dengan proses pembuatannya.

Gerbang oksida sebenarnya dapat menahan tegangan yang jauh lebih tinggi daripada tegangan pengenal, namun hal ini akan bervariasi sesuai dengan proses pembuatannya, sehingga menjaga VGS dalam tegangan pengenal akan menjamin keandalan aplikasi.

ID - Arus Kebocoran Terus Menerus

ID didefinisikan sebagai arus DC kontinu maksimum yang diijinkan pada suhu sambungan pengenal maksimum, TJ(maks), dan suhu permukaan tabung 25°C atau lebih tinggi. Parameter ini merupakan fungsi dari resistansi termal terukur antara sambungan dan casing, RθJC, dan suhu casing:

Kerugian peralihan tidak termasuk dalam ID dan sulit untuk mempertahankan suhu permukaan tabung pada 25°C (Tcase) untuk penggunaan praktis. Oleh karena itu, arus switching aktual dalam aplikasi hard-switching biasanya kurang dari setengah nilai ID @ TC = 25°C, biasanya dalam kisaran 1/3 hingga 1/4. komplementer.

Selain itu, ID pada suhu tertentu dapat diperkirakan jika ketahanan termal JA digunakan, yang merupakan nilai yang lebih realistis.

IDM - Arus Pembuangan Impuls

Parameter ini mencerminkan jumlah arus berdenyut yang dapat ditangani perangkat, yang jauh lebih tinggi daripada arus DC kontinu. Tujuan mendefinisikan IDM adalah: wilayah ohmik saluran. Untuk tegangan sumber gerbang tertentu,MOSFETmengalir dengan arus pembuangan maksimum yang ada

saat ini. Seperti yang ditunjukkan pada gambar, untuk tegangan sumber gerbang tertentu, jika titik operasi terletak di daerah linier, peningkatan arus pengurasan akan menaikkan tegangan sumber pengurasan, yang akan meningkatkan rugi-rugi konduksi. Pengoperasian dalam waktu lama dengan daya tinggi akan mengakibatkan kegagalan perangkat. Untuk alasan ini

Oleh karena itu, nominal IDM perlu diatur di bawah wilayah tegangan penggerak gerbang tipikal. Titik potong wilayah tersebut berada pada perpotongan Vgs dan kurva.

Oleh karena itu, batas atas kepadatan arus perlu ditetapkan untuk mencegah chip menjadi terlalu panas dan terbakar. Hal ini pada dasarnya untuk mencegah aliran arus yang berlebihan melalui kabel paket, karena dalam beberapa kasus, "koneksi terlemah" pada keseluruhan chip bukanlah chipnya, melainkan kabel paketnya.

Mengingat keterbatasan efek termal pada IDM, kenaikan suhu bergantung pada lebar pulsa, interval waktu antar pulsa, pembuangan panas, RDS(on), dan bentuk gelombang serta amplitudo arus pulsa. Cukup memuaskan bahwa arus pulsa tidak melebihi batas IDM tidak menjamin suhu sambungan

tidak melebihi nilai maksimum yang diijinkan. Suhu persimpangan di bawah arus berdenyut dapat diperkirakan dengan mengacu pada pembahasan ketahanan termal transien dalam Sifat Termal dan Mekanik.

PD - Total Pembuangan Daya Saluran yang Diijinkan

Disipasi Daya Saluran Total yang Diijinkan mengkalibrasi disipasi daya maksimum yang dapat dihamburkan oleh perangkat dan dapat dinyatakan sebagai fungsi suhu persimpangan maksimum dan ketahanan termal pada suhu casing 25°C.

TJ, TSTG - Kisaran Suhu Sekitar Pengoperasian dan Penyimpanan

Kedua parameter ini mengkalibrasi kisaran suhu sambungan yang diizinkan oleh lingkungan pengoperasian dan penyimpanan perangkat. Kisaran suhu ini diatur untuk memenuhi masa pengoperasian minimum perangkat. Memastikan perangkat beroperasi dalam kisaran suhu ini akan memperpanjang umur pengoperasiannya.

EAS-Energi Penghancuran Longsoran Pulsa Tunggal

 

Jika tegangan berlebih (biasanya karena arus bocor dan induktansi nyasar) tidak melebihi tegangan tembus, perangkat tidak akan mengalami kerusakan longsoran dan oleh karena itu tidak memerlukan kemampuan untuk menghilangkan kerusakan longsoran. Energi kerusakan longsoran mengkalibrasi kelebihan transien yang dapat ditoleransi perangkat.

Energi kerusakan longsoran menentukan nilai aman dari tegangan melampaui batas transien yang dapat ditoleransi oleh perangkat, dan bergantung pada jumlah energi yang perlu dihamburkan agar kerusakan longsoran terjadi.

Perangkat yang menentukan peringkat energi kerusakan longsoran salju biasanya juga menentukan peringkat EAS, yang artinya serupa dengan peringkat UIS, dan menentukan berapa banyak energi kerusakan longsoran terbalik yang dapat diserap perangkat dengan aman.

L adalah nilai induktansi dan iD adalah arus puncak yang mengalir pada induktor, yang secara tiba-tiba diubah menjadi arus yang mengalir pada alat ukur. Tegangan yang dihasilkan melintasi induktor melebihi tegangan tembus MOSFET dan akan mengakibatkan kerusakan longsoran salju. Ketika terjadi longsoran salju, arus pada induktor akan mengalir melalui perangkat MOSFET meskipunMOSFETtidak aktif. Energi yang disimpan dalam induktor serupa dengan energi yang disimpan dalam induktor liar dan dihamburkan oleh MOSFET.

Ketika MOSFET dihubungkan secara paralel, tegangan tembus antar perangkat hampir tidak sama. Apa yang biasanya terjadi adalah satu perangkat adalah yang pertama mengalami kerusakan longsoran dan semua arus (energi) kerusakan longsoran berikutnya mengalir melalui perangkat tersebut.

TELINGA - Energi Longsor Berulang

Energi longsoran salju yang berulang telah menjadi "standar industri", tetapi tanpa pengaturan frekuensi, kerugian lainnya, dan jumlah pendinginan, parameter ini tidak ada artinya. Kondisi pembuangan panas (pendinginan) seringkali mengatur energi longsoran yang berulang. Sulit juga untuk memprediksi tingkat energi yang dihasilkan oleh longsoran salju.

Sulit juga untuk memprediksi tingkat energi yang dihasilkan oleh longsoran salju.

Arti sebenarnya dari peringkat EAR adalah untuk mengkalibrasi energi kerusakan longsoran berulang yang dapat ditahan oleh perangkat. Definisi ini mengasumsikan bahwa tidak ada batasan frekuensi sehingga perangkat tidak terlalu panas, yang realistis untuk perangkat mana pun yang mungkin mengalami kerusakan longsoran salju.

Sebaiknya ukur suhu perangkat yang sedang beroperasi atau heat sink untuk melihat apakah perangkat MOSFET terlalu panas selama verifikasi desain perangkat, terutama untuk perangkat yang kemungkinan besar akan terjadi kerusakan longsor.

IAR - Arus Kerusakan Longsoran

Untuk beberapa perangkat, kecenderungan set edge saat ini pada chip selama kerusakan longsoran mengharuskan IAR arus longsoran dibatasi. Dengan cara ini, arus longsoran menjadi "cetakan halus" dari spesifikasi energi kerusakan longsoran; itu mengungkapkan kemampuan sebenarnya dari perangkat tersebut.

Bagian II Karakterisasi Listrik Statis

V(BR)DSS: Tegangan Kerusakan Sumber Pembuangan (Tegangan Penghancuran)

V(BR)DSS (kadang-kadang disebut VBDSS) adalah tegangan sumber saluran di mana arus yang mengalir melalui saluran mencapai nilai tertentu pada suhu tertentu dan dengan sumber gerbang mengalami korsleting. Tegangan sumber pembuangan dalam hal ini adalah tegangan rusaknya longsoran salju.

V(BR)DSS adalah koefisien suhu positif, dan pada suhu rendah V(BR)DSS kurang dari nilai maksimum tegangan sumber pembuangan pada 25°C. Pada -50°C, V(BR)DSS kurang dari nilai maksimum tegangan sumber pembuangan pada -50°C. Pada -50°C, V(BR)DSS kira-kira 90% dari nilai tegangan sumber pembuangan maksimum pada 25°C.

VGS(th), VGS(mati): Tegangan ambang batas

VGS(th) adalah tegangan dimana penambahan tegangan sumber gerbang dapat menyebabkan saluran mulai mempunyai arus, atau arus hilang ketika MOSFET dimatikan, dan kondisi pengujian (arus saluran, tegangan sumber saluran, sambungan suhu) juga ditentukan. Biasanya, semua perangkat gerbang MOS memiliki perbedaan

tegangan ambang batas akan berbeda. Oleh karena itu, kisaran variasi VGS(th) ditentukan. VGS(th) adalah koefisien suhu negatif, ketika suhu naik, makaMOSFETakan menyala pada tegangan sumber gerbang yang relatif rendah.

RDS (aktif): Pada resistansi

RDS(on) adalah resistansi sumber saluran yang diukur pada arus saluran tertentu (biasanya setengah dari arus ID), tegangan sumber gerbang, dan 25°C. RDS(on) adalah resistansi sumber saluran yang diukur pada arus saluran tertentu (biasanya setengah dari arus ID), tegangan sumber gerbang, dan 25°C.

IDSS: arus pengurasan tegangan gerbang nol

IDSS adalah arus bocor antara saluran dan sumber pada tegangan sumber saluran tertentu ketika tegangan sumber gerbang adalah nol. Karena arus bocor meningkat seiring suhu, IDSS ditentukan pada suhu ruangan dan suhu tinggi. Disipasi daya akibat arus bocor dapat dihitung dengan mengalikan IDSS dengan tegangan antar sumber saluran, yang biasanya dapat diabaikan.

IGSS - Arus Kebocoran Sumber Gerbang

IGSS adalah arus bocor yang mengalir melalui gerbang pada tegangan sumber gerbang tertentu.

Bagian III Karakteristik Listrik Dinamis

Ciss : Kapasitansi masukan

Kapasitansi antara gerbang dan sumber, diukur dengan sinyal AC dengan menghubungkan saluran ke sumber, adalah kapasitansi masukan; Ciss dibentuk dengan menghubungkan kapasitansi gate drain, Cgd, dan kapasitansi gate source, Cgs, secara paralel, atau Ciss = Cgs + Cgd. Perangkat dihidupkan ketika kapasitansi input diisi hingga tegangan ambang batas, dan dimatikan ketika dilepaskan ke nilai tertentu. Oleh karena itu, rangkaian driver dan Ciss berdampak langsung pada penundaan nyala dan matinya perangkat.

Cos : Kapasitansi keluaran

Kapasitansi keluaran adalah kapasitansi antara saluran dan sumber yang diukur dengan sinyal AC ketika sumber gerbang dihubung pendek, Coss dibentuk dengan memparalelkan kapasitansi sumber saluran Cds dan kapasitansi saluran gerbang Cgd, atau Coss = Cds + Cgd. Untuk aplikasi soft-switching, Coss sangat penting karena dapat menimbulkan resonansi pada rangkaian.

Crss : Kapasitansi Transfer Terbalik

Kapasitansi yang diukur antara saluran pembuangan dan gerbang dengan sumber dibumikan adalah kapasitansi transfer terbalik. Kapasitansi transfer terbalik setara dengan kapasitansi saluran gerbang, Cres = Cgd, dan sering disebut kapasitansi Miller, yang merupakan salah satu parameter terpenting untuk waktu naik dan turunnya sebuah saklar.

Ini merupakan parameter penting untuk waktu naik dan turun peralihan, dan juga mempengaruhi waktu tunda mematikan. Kapasitansi menurun seiring dengan meningkatnya tegangan drain, terutama kapasitansi keluaran dan kapasitansi transfer balik.

Qgs, Qgd, dan Qg: Biaya Gerbang

Nilai muatan gerbang mencerminkan muatan yang tersimpan pada kapasitor di antara terminal. Karena muatan pada kapasitor berubah seiring dengan tegangan pada saat peralihan, pengaruh muatan gerbang sering dipertimbangkan ketika merancang rangkaian penggerak gerbang.

Qgs adalah muatan dari 0 hingga titik belok pertama, Qgd adalah bagian dari titik belok pertama ke kedua (disebut juga muatan "Miller"), dan Qg adalah bagian dari 0 hingga titik di mana VGS sama dengan penggerak tertentu voltase.

Perubahan arus bocor dan tegangan sumber bocor mempunyai pengaruh yang relatif kecil terhadap nilai muatan gerbang, dan muatan gerbang tidak berubah seiring suhu. Kondisi pengujian ditentukan. Grafik muatan gerbang ditunjukkan pada lembar data, termasuk kurva variasi muatan gerbang untuk arus bocor tetap dan tegangan sumber kebocoran yang bervariasi.

Kurva variasi muatan gerbang yang sesuai untuk arus saluran tetap dan tegangan sumber saluran yang bervariasi disertakan dalam lembar data. Dalam grafik, tegangan dataran tinggi VGS(pl) meningkat lebih sedikit dengan meningkatnya arus (dan menurun dengan menurunnya arus). Tegangan dataran tinggi juga sebanding dengan tegangan ambang batas, sehingga tegangan ambang batas yang berbeda akan menghasilkan tegangan dataran tinggi yang berbeda pula.

voltase.

Diagram berikut lebih detail dan diterapkan:

td(on) : waktu tunda tepat waktu

Waktu tunda tepat waktu adalah waktu sejak tegangan sumber gerbang naik hingga 10% dari tegangan penggerak gerbang hingga arus bocor naik hingga 10% dari arus yang ditentukan.

td(mati) : Waktu tunda mati

Waktu tunda mematikan adalah waktu yang berlalu sejak tegangan sumber gerbang turun hingga 90% dari tegangan penggerak gerbang hingga arus bocor turun hingga 90% dari arus yang ditentukan. Hal ini menunjukkan penundaan yang dialami sebelum arus ditransfer ke beban.

tr : Waktu Naik

Rise time adalah waktu yang dibutuhkan arus drain untuk naik dari 10% menjadi 90%.

tf : Waktunya jatuh

Waktu jatuh adalah waktu yang diperlukan agar arus saluran turun dari 90% menjadi 10%.