IXYS功率MOSFET数据表中使用的参数定义

本应用笔记介绍了IXYS功率MOSFET数据表中使用的参数定义。本文档介绍了基本额定值和特性，例如温度，能量，机械数据以及电流和电压额定值。它还简要介绍了数据手册中包含的图形以及功率MOSFET的一些等效图。

IXYS为数据表提供的参数对于选择合适的器件以及重新检测其在应用中的性能至关重要。数据表中包含的图表代表典型的性能特征，可用于从一组工作条件推断出另一组工作条件。功率MOSFET通常包含一个体二极管，该二极管在感性负载开关中提供“续流”操作。图1显示了N沟道和P沟道功率MOSFET的等效电路。

图1（a）一个N沟道（b）一个P沟道增强模式功率MOSFET

基本额定值和特征

最高评分

额定值是设备的极限值，在整个工作条件范围内有效。

温度

结温TJ和TJM –在大多数情况下，结温（TJ）的范围是-55〜150⁰C，这是设备可以连续工作的允许温度范围。除非另有说明（某些情况下为175°C），否则最高结温（TJM）为150°C。结温会改变功率MOSFET的电参数，例如，在非常低的温度（<-55⁰C）下，该器件会失去其功能，而在非常高的温度下，该器件的阈值电压会非常低，漏电流会变得非常高。这也可能导致器件内的热量以很高的值散失。

储存温度TStg –是储存或运输设备的温度范围，必须在-55〜150⁰C之间

引线温度TL –这是焊接过程中的最高引线温度，距离外壳1/8“时，在10秒钟内不得超过300⁰C

功耗PD

功耗是器件可以耗散的最大计算功率，并且是最大结温和外壳温度TC25⁰C时的热阻的函数。

当前的

连续导通状态漏极电流ID25 –这是器件在外壳温度（TC）25⁰C时的最大额定电流。它是根据最大功耗，最大导通电阻和导通电阻的温度依赖性来计算的。引线的当前处理能力可能会限制它。

最大引线电流IDRMS –这是在25°C的外壳温度下设备引线的最大电流额定值。

最大峰值导通状态漏极电流IDM –这是器件在最高结温下可以流过ID25规格以上的峰值电流。它随电流脉冲宽度，占空比和散热条件而变化。

二极管正向电流为–这是二极管在指定的外壳温度下可沿正向流动的最大DC电流。

最大二极管正向电流ISM –这是二极管在最大结温下可以流过IS规范以上的峰值电流。

电压

最大漏极-源极电压VDSS –最大漏极-源极电压定义了这一点，而不会导致栅极-源极短路（VGS = 0）且器件处于25⁰C时发生雪崩击穿。雪崩击穿电压取决于温度，并且可能小于BVDSS额定值。

Maxim Gate-Source Voltage +/- VGS –这是可以在栅极和源极之间引入的最大电压。这取决于栅氧化层的厚度和特性。实际的栅极氧化耐受电压通常远高于此值，但会因制造工艺而变化，因此，保持在此额定值范围内可确保应用可靠性。

断态电压的最大上升速率（dv / dt）–定义为整个器件上的断态电压的最大允许上升速率。

雪崩能量（用于雪崩设备）

雪崩漏极电流，重复性IAR –对于功率MOSFET，雪崩期间芯片区域电流拥挤的繁荣要求限制雪崩电流。它表示设备的雪崩能量规格和设备的真实功能。

最大重复雪崩能量，单脉冲EAR –连续运行时的最大允许反向电压击穿能量，同时遵守最大允许芯片温度。散热限制了雪崩能量。

最大非重复雪崩能量，EAS –连续操作时的最大允许反向电压击穿能量，同时遵守最大允许芯片温度。散热限制了雪崩能量。

机械数据

机械制图–这为设备的机械尺寸提供了包装信息。

重量–这提供了带有包装的设备的重量信息。

安装扭矩Md –提供最大允许安装在设备上的扭矩。

基本曲线定义

图2（a）一个N沟道（b）一个P沟道增强模式功率MOSFET

输出特性

图2显示了N沟道功率MOSFET的典型输出特性，其中描述了不同的工作模式。在截止区域中，栅极-源极电压（VGS）小于栅极阈值电压（VGS（th）），并且器件处于开路或关断状态。在欧姆区域，该器件用作电阻，其导通电阻RDS（on）几乎恒定，并且等于VDS / IDS。在线性工作模式下，该器件在“电流饱和”区域工作，该区域的漏极电流（Ids）是栅极-源极电压（Vgs）的函数，并由下式定义：

其中，K是取决于温度和器件几何形状的参数，而gfs是电流增益或跨导。当漏极电压（VDS）增大时，正漏极电势与栅极电压偏置相对，并降低了沟道中的表面电势。沟道反转层电荷随着VDS的增加而减少，最终，当漏极电压等于（VGS-VGS（th））时，电荷变为零。该点称为“通道收缩点”，在该点上，漏极电流变得饱和。

编辑：hfy