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MOS管知识-MOS管参数(极限参数与静态参数)及作用解析-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2020-08-04 

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MOS管知识-MOS管参数(极限参数与静态参数)及作用解析

本文主要分析MOS管参数,讲=MOS管即金属氧化物半导体场应管,是电路设计中常用的功率开关器件,为压控器件;MOS管有三个电极:


栅极G:

MOS管的控制端,全名为:GATE,在G端加入高低电平即可控制MOS管的开断。对于NMOS管而言,要求Vgs>0时,MOS管导通,否则MOS管关断;PMOS管,反之。


源极S:

全名为:Source,简称S。对于NMOS管来说,S是流出端,对于PMOS管来说,S是流入端。


漏极D:

全名为:Drain,简称D。对于NMOS管来说,D是流入端,对于PMOS管来说,D是流出端。


NMOS管的特性:Vgs大于一定的值就会导通,适用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到一定电压就可以了;


PMOS管的特性:Vgs小于一定的值就会导通,适用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。


作用是:加在输入端G(栅极)电压,来控制D(漏极)输出端电流。

导通特性:作为开关,相当于开关闭合。


MOS管参数

MOS管重要参数(极限参数与静态参数)如下详解:


(一)极限参数

ID:最大漏源电流(最大连续电流)。是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过 ID 。此参数会随结温度的上升而有所衰减。


IDM:最大脉冲漏源电流(所能承受瞬间最大电流)。此参数会随结温度的上升而有所减额。


PD:最大耗散功率。是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时,场效应管实际功耗应小于 PDSM 并留有一定余量。此参数一般会随结温度的上升而有所衰减。


BVDSS :漏源雪崩电压.

特性:测量BVDSS就是功率MOSFET的D、S加电压时,从原理上相当于内部的寄生二极管工作在反向特性区测量BVDSS就是功率MOSFET的D、S加电压时,从原理上相当于内部的寄生二极管工作在反向特性区。

MOS管,MOS管参数


当测试的IDSS值越大,所得到的BVDSS电压值越高。因此使用不同的测试标准时,实际的性能会有较大的差异,当改用更大的测试电流的时候,所得到的名义电压更高,也就是采用不同的测量规范。


(1)功率MOSFET数据表中漏源击穿电压BVDSS的定义具有条件,不同的测试条件下,得到的名义耐压不一样,使用的漏电流越大,测量得到的名义耐压越高。


(2)功率MOSFET的BVDSS具有正温度系数高,其原因在于温度越高,载流子运动的平均自由程减小。温度越高,BVDSS增加并不能表明其安全性增加,功率MOSFET的安全性最终由其温度来决定。


VGS:最大栅源电压:指g和s之耐压值,一般为±20V(需查看MOS管的规定值,如果电压高于规定值,会存在Ids电流失控烧坏情况).是栅极相对于源极的电压(栅极和源极之间的电压降) ,该电压决定了MOS管处于什么状态?确定晶体管的工作状态:导通/截止,或者弱反/强反/速度饱和等。


Tj:最大工作结温。通常为150℃或175℃ ,器件设计的工作条件下须确应避免超过这个温度,并留有一定裕量。


TSTG :存储温度范围。


(二)静态参数

V(BR)DSS:漏源击穿电压。(D端-S端所能承受电压值,受制于内藏二极管的耐压,条件:VGS=0,ID=250uA时,与温度成正比)。是指栅源电压 VGS 为 0 时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于 V(BR)DSS 。它具有正温度特性,故应以此参数在低温条件下的值作为安全考虑。△ V(BR)DSS/ △ Tj :漏源击穿电压的温度系数,一般为0.1V/ ℃。


RDS(on) :在特定的 VGS (一般为 10V,4.5V,2.5V )、结温及漏极电流的条件下,MOSFET 导通时漏源间的最大阻抗。(量测方法:GS给电压,DS端给电流ID,量测VDS与ID,通过欧姆定律算出电阻:内阻)。它是一个非常重要的参数,决定了 MOSFET 导通时的DC消耗功率。此参数一般会随结温度的上升而有所增大。故应以此参数在最高工作结温条件下的值作为损耗及压降计算。


VGS(th) :开启电压(阀值电压)。栅极阈值电压是为使MOSFET导通,栅极与源极间必需的电压。也就是说,VGS如果是阈值以上的电压,则MOSFET导通。当外加栅极控制电压VGS超过VGS(th)时,漏区和源区的表面反型层形成了连接的沟道。应用中,常将漏极短接条件下ID等于1毫安时的栅极电压称为开启电压。此参数一般会随着温度的上升而有所降低。

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温度特性可以看出VGS(th)随着温度的升高有下降趋势。这表明当温度上升时,VGS(th)变低,就是更低的VGS流过更多的ID。当然,也就是说,这与ID-VGS的温度特性一致。另外,VGS(th)可用于推算Tj。VGS(th)的温度特性中有直线性,因此可除以系数,根据VGS(th)的变化量计算温度上升。


VFSD:内嵌二极管的正向导通压降,VFSD=VS-VD。(测量方法:1.VGS=0V时,量测压降;2.G脚Open时,量测压降;)。


IDSS:指饱和漏源电流.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压VGS=0时的漏源电流,DS漏电流。(定义:当栅、源极之间的电压等于零,而漏、源极之间的电压大于夹断电压时,对应的漏极电流。)


方法:栅极电压 VGS=0 、 VDS 为一定值时的漏源电流。一般在纳安级。


IGSS:指栅漏电(GS漏电流),测量的时候通常其他电极都是接地的,只在栅上加一个特定的电压,这个值越小越好,越小代表栅氧的质量越好。由于 MOSFET 输入阻抗很大,IGSS 一般在纳安级。


MOS管的作用

1.可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器。

2.很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。

3.可以用作可变电阻。

4.可以方便地用作恒流源。

5.可以用作电子开关。

6.在电路设计上的灵活性大。栅偏压可正可负可零,三极管只能在正向偏置下工作,电子管只能在负偏压下工作。另外输入阻抗高,可以减轻信号源负载,易于跟前级匹配。


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