淺談MOSFET的極限值

文章的開(kāi)頭，我想說(shuō)：不要迷戀極限值，因?yàn)樗赡苤皇莻€(gè)傳說(shuō)。

每個(gè)MOSFET的datasheet都有一個(gè)極限值（有時(shí)也叫最大定格）表格，如果元件工作在極限值以外，將會(huì)導(dǎo)致元件立即損壞或是壽命降低。在下圖中可以明顯地看到每個(gè)值都是有相對(duì)應(yīng)的測(cè)試條件的，這一點(diǎn)很重要，這在告訴我們離開(kāi)了這些供應(yīng)商規(guī)定的測(cè)試條件，是很可能達(dá)不到列出的極限值，而且將不再受到質(zhì)量保證。如漏極峰值電流IDM的極限值為211A，但是他的測(cè)試條件是焊接襯底的溫度Tmb為25℃，這幾乎在實(shí)際應(yīng)用中是不可能出現(xiàn)的。

那么極限值表格到底有沒(méi)有意義呢？答案是肯定的。一方面它表征了元件的最大性能，另一方面給我們?cè)谠M向比較時(shí)提供了便利。

國(guó)際電工組織IEC在1961年發(fā)布了關(guān)于電子管和類(lèi)似半導(dǎo)體器件的額定值體系的標(biāo)準(zhǔn)IEC60134，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了元件生產(chǎn)商多指定極限值的同一的標(biāo)準(zhǔn)方法，既然目前所有的供應(yīng)商都會(huì)遵守這一標(biāo)準(zhǔn)，那么在元件選型時(shí)的橫向參數(shù)比較就是有意義的。

那么讓我們來(lái)詳細(xì)解讀下極限值表格中的參數(shù)：

VDS（漏極和源極間電壓）--結(jié)合點(diǎn)溫度Tj在規(guī)定的25℃-175℃范圍內(nèi)，MOSFET元件處于非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，漏極和源極兩端能夠保證承載的最大電壓值。

VDGR（漏極和柵極間電壓）--在Rgs=20kR時(shí)所測(cè)得的值，通常和VDS是一樣的。

VGS（柵極和源極間電壓）--在規(guī)定的溫度范圍Tj<175℃下，元件柵極和源極兩端能夠承載的最大電壓值。

Ptot（總功率損耗）--在焊接襯底維持在25℃時(shí)，元件結(jié)合點(diǎn)溫度達(dá)到最大175℃ 時(shí)所需要的最大功率。

ID（漏極電流）--在不同的柵極電壓VGS和焊接襯底溫度Tmb的測(cè)試條件下，元件所能承載的最大電流值。

IDM（漏極峰值電流）--在10us或更短的脈沖控制下，元件所能承載的最大的漏極電流值。

Tstg（儲(chǔ)存溫度）--是指不影響器件可靠性的可以存儲(chǔ)的溫度范圍。

Tj（結(jié)合點(diǎn)溫度）--是指器件的的工作溫度范圍，超出這個(gè)溫度器件將會(huì)損壞失效或是壽命縮短。

IS（源極電流）--在焊接襯底Tmb為25℃時(shí)，MOSFET中體二極管所能流過(guò)最大電流值。

ISM（源極峰值電流）--在10us或更短的脈沖控制下，MOSFET中體二極管所能承載的最大的電流值。

EDS(AL)S（非重復(fù)性的漏極源極間的雪崩能量）--在特定的測(cè)試條件下，器件可以承載的單詞的最大的電壓脈沖能量值。也就是說(shuō)這個(gè)雪崩能量可以使器件的結(jié)合點(diǎn)溫度從開(kāi)始時(shí)的Tj(int)=25℃上升到175℃。

可以說(shuō)，以上的每個(gè)參數(shù)的給出都是依賴于特定的測(cè)試條件的。同時(shí)datasheet中也給出了一些隨因素變化的曲線圖，實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，可以查表得到自己的應(yīng)用情況。

綜上所述，對(duì)極限值表格中的數(shù)值一定要謹(jǐn)慎對(duì)待，高度注意對(duì)應(yīng)的測(cè)試條件，避免出現(xiàn)超過(guò)極限值范圍使用的情況，并且要留有一定的設(shè)計(jì)余量。

以上的內(nèi)容希望對(duì)大家有所幫助，也希望大家給予反饋和指正，互相交流，共同進(jìn)步！