看懂MOSFET數(shù)據(jù)表第3部分—連續(xù)電流額定值

嗨，我的FET狂熱愛(ài)好者同行們，歡迎回到“看懂MOSFET數(shù)據(jù)表”博客系列的第3部分！今天我們來(lái)談一談MOSFET電流額定值，以及它們是如何變得不真實(shí)的。好，也許一個(gè)比較好的解釋就是這些額定值不是用確定RDS(ON) 和柵極電荷等參數(shù)的方法測(cè)量出來(lái)的，而是被計(jì)算出來(lái)的，并且有很多種不同的方法可以獲得這些值。

例如，大多數(shù)部件中都有FET“封裝電流額定值”，這個(gè)值同與周圍環(huán)境無(wú)關(guān)，并且是硅芯片與塑料封裝之間內(nèi)在連接線的一個(gè)函數(shù)。超過(guò)這個(gè)值不會(huì)立即對(duì)FET造成損壞，而在這個(gè)限值以上長(zhǎng)時(shí)間使用將開(kāi)始減少器件的使用壽命。高于這個(gè)限值的故障機(jī)制包括但不限于線路融合、成型復(fù)合材料的熱降解、以及電遷移應(yīng)力所導(dǎo)致的問(wèn)題。

然后是我們考慮的“芯片限值”，通常通過(guò)將外殼溫度保持在25?C來(lái)指定。基本上，這個(gè)條件假定了一個(gè)理想的散熱片，只使用結(jié)至外殼熱阻來(lái)計(jì)算器件能夠處理的最大功率（在下面的方程式1和2中顯示）。換句話說(shuō)，假定RθCase-to-Ambient 為零，這在應(yīng)用中并不是一個(gè)很實(shí)用的條件，這樣的話，最好將這個(gè)電流額定值視為表示器件RDS(ON)和熱阻抗的品質(zhì)因數(shù)。

(1),

(2),

下面的圖表1a和1b分別給出了CSD18536KCS和CSD18535KCS 60V TO-220 MOSFET數(shù)據(jù)表首頁(yè)上出現(xiàn)的絕對(duì)最大額定值表。這兩個(gè)器件的封裝額定值均為200A，不過(guò)，由于CSD18536KCS具有更低的RDS(ON)和熱阻抗，它具有349A的更高芯片限值，這表明，在處理同樣數(shù)量的連續(xù)電流時(shí)，它的運(yùn)行溫度應(yīng)該比CSD18535KCS的工作溫度低。不過(guò)，我們還是不建議將這兩款器件長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在電流超過(guò)200A的條件下。從FET的角度說(shuō)，這就意味著任一超過(guò)100ms的電流脈沖；超過(guò)這個(gè)值的電流脈沖基本上就可以被視為DC脈沖。

圖表1a：CSD18535KCS絕對(duì)最大額定值表

圖表1b：CSD18536KCS絕對(duì)最大額定值表

某些QFN數(shù)據(jù)表還包括一個(gè)第3連續(xù)電流，計(jì)算方法與芯片限值的計(jì)算方法完全一樣，不過(guò)，如表格下方的腳注所示，它是器件測(cè)得的RθJA 的函數(shù)。使用RθJA （對(duì)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SON5x6封裝來(lái)說(shuō)，典型值為40?C/W）來(lái)計(jì)算最大功率的方法假定QFN在應(yīng)用中只處理3W左右的功率。因此，對(duì)于未暴露于任何散熱片或使用其它冷卻機(jī)制的QFN器件來(lái)說(shuō)，這個(gè)計(jì)算方法給出了更加實(shí)際的DC電流限值。

在“看懂MOSFET數(shù)據(jù)表”的第4部分，我將給出對(duì)于脈沖電流額定值，IDM，的相似分析，并且給出這個(gè)值與數(shù)據(jù)表中其它參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，其中包括SOA。與此同時(shí)，請(qǐng)觀看視頻“NexFET?：世界上最低Rdson 80和100V TO-220 MOSFET”，并在下次設(shè)計(jì)中考慮使用TI的NexFET功率MOSFET產(chǎn)品。如需進(jìn)一步了解FET熱限制和電流，我強(qiáng)烈推薦由Manu撰寫的兩篇博文，“在電源工具中優(yōu)化三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)的散熱設(shè)計(jì)”的第1部分和第2部分。

原文鏈接：

http://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2015/05/25/understanding-mosfet-data-sheets-part-3

編輯：jq