【導(dǎo)讀】本應(yīng)用筆記介紹了功率 MOSFET、其電氣特性定義和使用說明。介紹了功率MOSFET的破壞機制和對策及其應(yīng)用和電機驅(qū)動應(yīng)用。
本應(yīng)用筆記介紹了功率 MOSFET、其電氣特性定義和使用說明。介紹了功率MOSFET的破壞機制和對策及其應(yīng)用和電機驅(qū)動應(yīng)用。
電氣特性定義及使用說明
功率 MOSFET 額定值
導(dǎo)通電阻R_DS(on)與耐壓V_DSS的關(guān)系
圖2表示耐壓VDSS=20～100V額定元件與導(dǎo)通電阻R_DS(on)之間的關(guān)系。選擇元件耐壓時，應(yīng)根據(jù)電路工作條件電源電壓VDD和關(guān)斷時產(chǎn)生的浪涌電壓V_DS(peak)留有余量。由于V_DSS相對于溫度具有正溫度特性，因此必須考慮元件使用的溫度環(huán)境條件。
R_DS(on)-V_DSS 關(guān)系
飽和電壓 V_DS(on) (=Id x R_DS(on)) 柵極驅(qū)動電壓依賴性
該特性是用于設(shè)計在預(yù)定工作電流Id的情況下在什么柵極驅(qū)動電壓下影響V_DS(on)區(qū)域(導(dǎo)通電阻區(qū)域)的特性曲線。對于功率MOSFET，根據(jù)柵極驅(qū)動工作電流生產(chǎn)10V驅(qū)動元件、4V驅(qū)動元件、4V驅(qū)動（或更低）元件。實現(xiàn)低電壓驅(qū)動的手段一般是采用較薄的柵氧化膜（從而降低柵源耐壓VGSS額定值）來獲得較低的V_GS(off)值。V_GS(off) 具有大約 –5 mV/°C 負溫度系數(shù)（升高 100°C 時下降大約 0.5 V 的特性）。在根據(jù)驅(qū)動電壓選擇元件類型時，需要考慮應(yīng)用（例如，選擇具有高 V_GS(off) 值的 10 V 驅(qū)動元件以應(yīng)對開關(guān)電源或電機驅(qū)動應(yīng)用中的噪聲）以及要使用的柵極驅(qū)動 IC 或 LSI 的規(guī)格（例如，保持 MOS FET 關(guān)閉）。因此，近來，甚至在汽車電氣設(shè)備中，根據(jù)使用條件和應(yīng)用，也可以區(qū)分使用4V驅(qū)動部件和10V驅(qū)動部件。
V_DS(on)-V_GS 特性 (2SK3418)
功率MOSFET的破壞機理及對策
雪崩破壞模式
ASO（安全操作區(qū)）
內(nèi)部二極管損壞
由于寄生振蕩而損壞
柵極浪涌、靜電破壞
功率 MOSFET 應(yīng)用和工作范圍
功率MOSFET應(yīng)用
圖 4 顯示了使用功率 MOSFET 應(yīng)用的工作條件，其中負載電感和工作頻率為參數(shù)。市場要求是（1）提高節(jié)能性，（2）降低噪音（環(huán)境考慮），（3）更小、更薄的設(shè)計。對于功率MOSFET所要求的特性，重要的特性和規(guī)格自然會根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域和應(yīng)用而有所不同。因此，近出現(xiàn)了針對特定應(yīng)用的產(chǎn)品的需求。
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