本應用筆記介紹了功率 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用和電機驅動應用。 電氣特性定義及使用說明 功率 MOSFET 額定值 導通電阻R_DS(on)與耐壓V_DSS的關系 圖2表示耐壓VDSS=20~100V額定元件與導通電阻R_DS(on)之間的關系。選擇元件耐壓時,應根據電路工作條件電源電壓VDD和關斷時產生的浪涌電壓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境條件。 R_DS(on)-V_DSS 關系 飽和電壓 V_DS(on) (=Id x R_DS(on)) 柵極驅動電壓依賴性 該特性是用于設計在預定工作電流Id的情況下在什么柵極驅動電壓下影響V_DS(on)區域(導通電阻區域)的特性曲線。對于功率MOSFET,根據柵極驅動工作電流生產10V驅動元件、4V驅動元件、4V驅動(或更低)元件。實現低電壓驅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(升高 100°C 時下降大約 0.5 V 的特性)。在根據驅動電壓選擇元件類型時,需要考慮應用(例如,選擇具有高 V_GS(off) 值的 10 V 驅動元件以應對開關電源或電機驅動應用中的噪聲)以及要使用的柵極驅動 IC 或 LSI 的規格(例如,保持 MOS FET 關閉)。因此,近來,甚至在汽車電氣設備中,根據使用條件和應用,也可以區分使用4V驅動部件和10V驅動部件。 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) 內部二極管損壞 由于寄生振蕩而損壞 柵極浪涌、靜電破壞 功率 MOSFET 應用和工作范圍 功率MOSFET應用 圖 4 顯示了使用功率 MOSFET 應用的工作條件,其中負載電感和工作頻率為參數。市場要求是(1)提高節能性,(2)降低噪音(環境考慮),(3)更小、更薄的設計。對于功率MOSFET所要求的特性,重要的特性和規格自然會根據相關領域和應用而有所不同。因此,近出現了針對特定應用的產品的需求。 |