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知道並理解！MOSFET特性

發布時間：2021-08-11 責任編輯：wenwei

【導讀】功率MOSFET在構造上，如圖1存在寄生容量 MOSFET的G (柵極) 端子和其他的電極間由氧化膜絕緣，DS (漏極、源極) 間形成PN接合，成為內置二極管構造。C_gs, C_gd容量根據氧化膜的靜電容量、C_ds根據內置二極管的接合容量決定。

關於MOSFET的寄生容量和溫度特性

MOSFET的靜電容量

功率MOSFET在構造上，如圖1存在寄生容量。

功率MOSFET在構造上，如圖1存在寄生容量 MOSFET的G (柵極) 端子和其他的電極間由氧化膜絕緣，DS (漏極、源極) 間形成PN接合，成為內置二極管構造。C_gs, C_gd容量根據氧化膜的靜電容量、C_ds根據內置二極管的接合容量決定。

圖1: MOSFET的容量模型

一般而言MOSFET規格書上記載的是表1中的C_iss/C_oss/C_rss三類。

表1 MOSFET的容量特性

容量特性如圖2所示，對DS (漏極、源極) 間電壓V_DS存在依賴性。V_DS大則容量值小。

圖2: 容量 - V_DS 依存性

溫度特性

實測例見圖(1) ~ (3)所示

關於容量特性的溫度依存性幾乎沒有差異。

圖3: 容量溫度特性

關於MOSFET的開關及其溫度特性

關於MOSFET的開關時間

柵極電壓ON/OFF之後，MOSFET才ON/OFF。這個延遲時間為開關時間。開關時間如表1所示種類，一般而言，規格書上記載t_d(on)/ t_r/ t_d(off)/ t_f。

ROHM根據圖2電路的測定值決定規格書的typ.值。

表1: MOSFET的SW特性

溫度特性

實測例如圖3(1)~(4)所示。

溫度上升的同時開關時間略微增加，但是100°C上升時增加10%成左右，幾乎沒有開關特性的溫度依存性。

圖3: 開關溫度特性

關於MOSFET的V_GS(th)(界限値)

關於MOSFET的V_GS(th)

MOSFET開啟時，GS (柵極、源極) 間需要的電壓稱為V_GS(th)（界限值)。

即輸入界限值以上的電壓時MOSFET為開啟狀態。

那麼MOSFET在開啟狀態時能通過多少A電流？針對每個元件，在規格書的電氣特性欄裏分別有記載。

表1為規格書的電氣特性欄示例。該情況下，輸入V_DS=10V時，使1mA電流通過I_D所需的柵極界限值電壓I_D(th)為1.0V to 2.5V。

表1: 規格書的電氣特性欄

I_D-V_GS特性和溫度特性

I_D-V_GS特性和界限值溫度特性的實測例如圖1、2所示。

如圖1，為了通過絕大部分電流，需要比較大的柵極電壓。

表1所記載的機型，其規格書上的界限值為2.5V以下，但是為4V驅動產品。

使用時請輸入使其充分開啟的柵極電壓。

如圖2，界限值隨溫度而下降。

通過觀察界限值電壓變化，能夠計算元件的通道溫度。

圖1: I_D-V_GS特性

圖2: 界限值溫度特性

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