【技术】MOSFET规格书参数详解

时间： 2023-11-13 来源：HI-SEMICON公众号

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极限参数HI-SEMICON

极限参数也叫绝对最大额定参数，MOS管在使用过程当中，任何情况下都不能超过下图的这些极限参数，否则MOS管有可能损坏。

V_DS 表示漏极与源极之间所能施加的最大电压值。

V_GS 表示栅极与源极之间所能施加的最大电压值。

I_D 表示漏极可承受的持续电流值，如果流过的电流超过该值，会引起击穿的风险。

I_DM 表示的是漏源之间可承受的单次脉冲电流强度，如果超过该值，会引起击穿的风险。

E_AS 表示单脉冲雪崩击穿能量，如果电压过冲值(通常由于漏电流和杂散电感造成)未超过击穿电压，则器件不会发生雪崩击穿，因此也就不需要消散雪崩击穿的能力。E_AS标定了器件可以安全吸收反向雪崩击穿能量的高低。

P_D 表示最大耗散功率，是指MOS性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率，使用时要注意MOS的实际功耗应小于此参数并留有一定余量，此参数一般会随结温的上升而有所减额。（此参数靠不住）

T_J, T_stg，这两个参数标定了器件工作和存储环境所允许的结温区间，应避免超过这个温度，并留有一定余量，如果确保器件工作在这个温度区间内，将极大地延长其工作寿命。

dV/dt 反映的是器件承受电压变化速率的能力，越大越好。对系统来说，过高的dv/dt必然会带来高的电压尖峰，较差的EMI特性，不过该变化速率通过系统电路可以进行修正。

热阻

热阻表示热传导的难易程度，热阻分为沟道-环境之间的热阻、沟道-封装之间的热阻，热阻越小，表示散热性能越好。

备注：元器件降额分析，计算MOS温升时，需要用到此参数。

技术参数

△V_DS/T_J 表示的是漏源击穿电压的温度系数，正温度系数，其值越小，表明稳定性越好。

V_GS(th) 表示的是MOS的开启电压(阈值电压)，对于NMOS，当外加栅极控制电压 V_GS超过 V_GS(th) 时，NMOS就会导通。

I_GSS表示栅极驱动漏电流，越小越好，对系统效率有较小程度的影响。

I_DSS 表示漏源漏电流，栅极电压 V_GS=0 、 V_DS 为一定值时的漏源漏流，一般在微安级。

R_DS(ON) 表示MOS的导通电阻，一般来说导通电阻越小越好，其决定MOS的导通损耗，导通电阻越大损耗越大，MOS温升也越高，在大功率电源中，导通损耗会占MOS整个损耗中较大的比例。

gfs 表示正向跨导，反映的是栅极电压对漏源电流控制的能力，gfs过小会导致MOSFET关断速度降低，关断能力减弱，过大会导致关断过快，EMI特性差，同时伴随关断时漏源会产生更大的关断电压尖峰。

☀动态参数

C_iss表示输入电容，C_iss=C_gs+C_gd，该参数会影响MOS的开关时间，该值越大，同样驱动能力下，开通及关断时间就越慢，开关损耗也就越大。

C_oss 表示输出电容，C_oss=C_ds+C_gd；C_rss表示反向传输电容，C_rss=C_gd(米勒电容)。这两项参数对MOSFET关断时间略有影响，其中C_gd会影响到漏极有异常高电压时，传输到MOSFET栅极电压能量的大小，会对雷击测试项目有一定影响。

Qg、Qgs、Qgd、td(on)、tr、td(off）、tf 这些参数都是与时间相互关联的参数。开关速度越快对应的优点是开关损耗越小，效率高，温升低，对应的缺点是EMI特性差，MOSFET关断尖峰过高。

☀漏源体二极管特性

I_S、I_SM这些参数如果过小，会有电流击穿风险。

V_SD、t_rr 如果过大，在桥式或LCC系统中会导致系统损耗过大，温升过高。

Q_rr 该参数与充电时间成正比，一般越小越好。

特性曲线

☀输出特性曲线

输出特性曲线是用来描述MOS管电流和电压之间关系的曲线，特性曲线会受结温的影响，一般数据手册上会列出两种温度下的特性曲线。

*转移特性曲线

根据MOS管的输出特性曲线，取Uds其中的一点，然后用作图的方法，可取得到相应的转移特性曲线。从转移特性曲线上可以看出当Uds为某值时，ld与Ugs之间的关系。

☀导通电阻随温度变化的曲线

MOS的导通电阻跟结温是呈现正温度系数变化的，也就是结温越高，导通电阻越大。MOS数据手册上一般会画出当V_GS=10V时的导通电阻随温度变化的曲线。

☀电容与源漏极电压曲线

电容容量值越小，栅极总充电电量QG越小，开关速度越快，开关损耗就越小，开关电源DC/DC变换器等应用，要求较小的QG值。

☀正向导通电压曲线(指的是寄生二极管导通，而不是DS压降)

MOS管一般会有一个寄生二极管，寄生二极管对MOS管有保护的作用，它的特性跟普通的二极管是一样的，也具有正向导通的特性。

☀最大安全工作区

最大安全工作区是由一系列(电压，电流)坐标点形成的一个二维区域，MOS管工作时的电压和电流都不能超过该区域，如果超过这个区域就存在危险。

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