【经验】功率MOSFET重要特性——阈值、ID-VGS特性及温度特性经验之谈

时间： 2019-01-03 来源：ROHM

技术问答

本篇介绍ROHM推出MOSFET的重要特性–栅极阈值电压、ID-VGS特性、以及各自的温度特性。其中，使MOSFET导通的电压称为“栅极阈值”。当VGS恒定的话，ID会随温度上升而増加，因此有些条件需要注意。我们可根据VGS(th)的变化，推算大致的Tj。详细讲解见下文。

MOSFET的VGS(th)：栅极阈值电压

MOSFET的VGS(th)：栅极阈值电压是为使MOSFET导通，栅极与源极间必需的电压。也就是说，VGS如果是阈值以上的电压，则MOSFET导通。

可能有人问，这种“MOSFET导通”的状态，到底是“电流ID是多少的状态呢？”。的确，ID随VGS而变化。从VGS(th)的规格值的角度看，只要条件没有确定，就无法保证VGS(th)的值，因此在MOSFET的技术规格中规定了条件。这个表是从N-ch 600V 4A的功率MOSFET：R6004KNX的技术规格中摘录的。

蓝线框起来的是VGS(th)，条件栏中VDS=10V、ID=1mA，该条件下保证VGS(th)最小3V、最大5V（Ta=25℃）。

也就是使VGS不断上升，则MOSFET开始导通（ID流出），ID为1mA时VGS为3V以上5V以下的某个值，该值就是VGS(th)。表达的方法有很多，可以将VDS=10V、ID=1mA时定义为MOSFET的导通状态，将此时的VGS作为VGS(th)，值在3V～5V之间。

顺便提一下，不仅局限于MOSFET，相对于输入，输出和功能的导通/关断等某种状态改变的电压和电流的值称为“阈值”。

VGS(th)、ID-VGS与温度特性

首先从表示ID-VGS特性的图表中，读取这个MOSFET的VGS(th)。VDS=10V的条件是一致的。ID为1mA时的VGS为VGS(th)，因此Ta=25℃的曲线与1mA（0.001A）的线交界处的VGS约3.8V。技术规格中虽未给出代表值（Typ），但从图表中可以看出，VGS(th)的Typ值为3.8V左右。图表的值基本上可理解为Typ值。

然后是ID-VGS特性，作为VGS(th)的规格值，ID=1mA即可，但实际使用时，没有使用4A的MOSFET、ID为1mA的使用方法。例如Ta=25℃，需要1A的ID时，从这张图表中可以看出，所需的VGS为5.3V左右。

由图可知，ID-VGS的温度特性是随着温度升高，VGS恒定的话，ID呈増加趋势。以前面的Ta=25℃、ID=1A的条件为例，Ta=75℃时ID约1.5A左右，有些使用条件下需要注意。

顺序是反的，请看VGS(th)的温度特性图表。就像从ID-VGS的图表中读取到的一样，25℃时VGS(th)约3.8V。这张图中的温度是Tj，如有的记述为“pulsed”一样，是脉冲试验的数据，因此可以认为Tj≒Ta≒25℃。

温度特性可以看出VGS(th)随着温度的升高有下降趋势。这表明当温度上升时，VGS(th)变低，就是更低的VGS流过更多的ID。当然，也就是说，这与ID-VGS的温度特性一致。

另外，VGS(th)可用于推算Tj。VGS(th)的温度特性中有直线性，因此可除以系数，根据VGS(th)的变化量计算温度上升。

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shakencity Lv7. 资深专家 2019-05-20

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设计经验发布时间 : 2019-01-03

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型号- 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描述- ROHM的N通道、P通道MOSFET具有导通电阻低，开关速度快的特点。从小信号MOSFET到功率MOSFET，产品阵容丰富，可用于各种用途。非常适用于基站、服务器用的电源和工业设备、消费电子设备用的电机驱动应用。

型号- SIR466DP-T1-GE3,SIR514DP-T1-RE3,SIS4608LDN-T1-GE3,NVMFS5C460NT1G,NVMFS5C430NLAFT1G,NVMFS6H864NLT1G,NTTFS020N06CTAG,NVMFS5C468NLWFT1G,SIDR668DP-T1-GE3,SISC06DN-T1-GE3,NVTFS5820NLWFTAG,NTTFS4939NTWG,SIRA84BDP-T1-GE3,UT6KC5TCR,SIRA50ADP-T1-RE3,RS6L090BGTB1,NVTFS4823NWFTAG,SIJA54ADP-T1-GE3,NVTFS5824NLWFTAG,NVMFS016N10MCLT1G,NVTFS5C680NLWFTAG,NVTFS4C08NTAG,BSZ130N03LSGATMA1,SIJ494DP-T1-GE3,NTMFS5H431NLT1G,RF4L040ATTCR,NTTFS4C10NTAG,NTTFS5811NLTAG,SIS606BDN-T1-GE3,SIS476DN-T1-GE3,BSZ0904NSIATMA1,SZ100N06NSATMA1,IRFHM3911TRPBF,NTTFS080N10GTAG,FDS6612A,NVMFS5C645NT1G,NTTFS4932NTWG,SI4850BDY-T1-GE3,SI7114ADN-T1-GE3,SIR164ADP-T1-GE3,IRF7842TRPBF,NVTFS4C06NTWG,BSC028N06NSSCATMA1,SI7716ADN-T1-GE3,BSZ110N06NS3GATMA1,FDS6612A-NB5E029A,FDS8840NZ,UT6JE5TCR,NTTFS5C454NLTWG,NVTFS005N04CTAG,NTTFS5C673NLTWG,NTMFS5C645NT1G,SI7658ADP-T1-GE3,NVMFS5C423NLAFT1G,NTTFS115P10M5,NVTFS5C460NLTAG,SIR632DP-T1-RE3,SI7322DN-T1-E3,NTMFS4C028NT1G,SIR870BDP-T1-RE3,NTMFS4D2N10MDT1G,NTTFS5C460NLTAG,BSZ050N03LSGATMA1,SISH114ADN-T1-GE3,NTMFS6H852NLT1G,SIR104LDP-T1-RE3,NVTFS4C13NWFTWG,NVMFS6H852NLT1G,SIR120DP-T1-RE3,SIJA72ADP-T1-GE3,SI7370DP-T1-E3,SISHA12ADN-T1-GE3,IRF7854TRPBF,RF4E070BNTR,IRF7451TRPBF,SIRA14BDP-T1-GE3,NTMFS4925NET3G,NVTFS5811NLTAG,RF4C100BCTCR,SIR5708DP-T1-RE3,SIR474DP-T1-GE3,BSC070N10NS5SCATMA1,SIR122LDP-T1-RE3,SIRA52ADP-T1-RE3,SISHA10DN-T1-GE3,SI4174DY-T1-GE3,NVMFS5C460NLAFT1G,NVMFS5113PLT1G,NVMFS5C468NLAFT1G,BSZ065N03LSATMA1,NTMFS5113PLT1G,NVTFS6H888NTAG,SIS472BDN-T1-GE3,NVTFS020N06CTAG,NTMFS6H864NLT1G,SISA72ADN-T1-GE3,SISHA14DN-T1-GE3,SISHA18ADN-T1-GE3,NTMFS5C430NLT3G,NVMFWS9D6P04M8LT1G,NVTFS027N10MCLTAG,SIS4604LDN-T1-GE3,SIR5802DP-T1-RE3,RF4G100BGTCR,NTMFS4C13NT1G,NVTFS5826NLWFTWG,NTMFS4825NFET3G,IRF7821TRPBF,SIS128LDN-T1-GE3,NVMFS5832NLWFT1G,NVTFS4C13NTWG,NTMFS4C029NT3G,NVMFWS014P04M8LT1G,IRF7240TRPBF,SI7898DP-T1-E3,RF4C050APTR,SISA18ADN-T1-GE3,SIR112DP-T1-RE3,NTTFS4823NTAG,NVMFS5C468NT1G,NTTFS5820NLTAG,RQ3L070ATTB,NVTFS5820NLTAG,NVMFS4C310NT1G,NVMFS5C456NLAFT1G,RS1L151ATTB1,SIJA52ADP-T1-GE3,SI7478DP-T1-E3,FDS8842NZ,NTMFS4C03NT1G,NVMFS6H824NT1G,NTMFS4C029NT1G,BSZ0589NSATMA1,NVMFS5C442NLT3G,NTMFS5C442NLTT1G,SIR4602LDP-T1-RE3,SIJ128LDP-T1-GE3,IRF7855TRPBF,RS6P060BHTB1,SIRA02DP-T1-GE3,RH6L040BGTB1,NTMFS5C430NLT1G,NVTFS5826NLTAG,SI4126DY-T1-GE3,NTTFS4941NTAG,NVTFS5C673NLWFTAG,IRF8788TRPBF,SIR606DP-T1-GE3,NVMFS5832NLWFT3G,NTTFS5826NLTAG,RS6P100BHTB1,NVTFWS020N06CTAG,NVMFS016N06CT1G,NTMFS6H824NT1G,SIR680DP-T1-RE3,NVMFS5C468NLWFAFT1G,BSO110N03MSGXUMA1,BSZ160N10NS3GATMA1,SIDR170DP-T1-RE3,NVTFWS005N04CTAG,SIR588DP-T1-RE3,NTMFS4C35NT3G,NVMFS5C670NT1G,SIJ478DP-T1-GE3,SISA14DN-T1-GE3,NTTFS004N04CTAG,NVTFS4C08NWFTAG,SIS468DN-T1-GE3,NTMFS5C670NT1G,SIRA84DP-T1-GE3,NTTFS015N04CTAG,NVTFS008N04CTAG,NTTFS4985NFTAG,RF4P025ATTCR,IRF7241TRPBF,SIRA10BDP-T1-GE3,NVMFS3D0P04M8LT1G,SI4848ADY-T1-GE3,SIR462DP-T1-GE3,BSZ035N03LSGATMA1,SIS890ADN-T1-GE3,BSZ068N06NSATMA1,FDS8447,NVMFS6H818NLT1G,FDS8449,NTMFS4C03NT3G,SI7116BDN-T1-GE3,NVMFS5C456NLT1G,NTTFS4928NTAG,SIS822DNT-T1-GE3,SI4634DY-T1-E3,NTTFS4930NTWG,RF4E080GNTR,FDS8870,SIR584DP-T1-RE3,SI4124DY-T1-GE3,SIS322DNT-T1-GE3,NVTFS070N10MCLTAG,SIDR680DP-T1-GE3,RF4G060ATTCR,IRF8707TRPBF,FDS8638,NVTFS5C454NLTAG,SIR5710DP-T1-RE3,SI4848BDY-T1-GE3,NVMFS6H836NT1G,NTMFS6H824NLT1G,NTMFS4926NET3G,SI7456DDP-T1-GE3,FDS8878,NTTFS4840NTAG,NVTFWS004N04CTAG,ISZ019N03L5SATMA1,NTTFS4C25NTWG,NTTFS4945NTWG,FDS5351,NVMFS6H864NT1G,NVTFWS008N04CTAG,RQ3P045ATTB1,NVTFS5811NLWFTWG,NVMFS5C670NLAFT3G,SIDR668ADP-T1-RE3,SIR104ADP-T1-RE3,SIJ470DP-T1-GE3,NVMFS5C673NLT3G,NVMFS5C423NLT1G,SIR680ADP-T1-RE3,RF4E110GNTR,NVMFS5C442NT1G,SISS42DN-T1-GE3,NTTFS4C13NTWG,NTMFS005N10MCLT1G,ISZ0703NLSATMA1,NVMFS5113PLWFT1G,NTMFS5H663NLT1G,NTTFS4821NTWG,NTTFS4824NTAG,NVMFS4C05NT3G,NVMFS5C430NT1G,SIJ186DP-T1-GE3,NVMFS5C456NLT3G,NVTFS4823NTAG,NTMFS4C054NT1G,NVMFS027N10MCLT1G,SIR108DP-T1-RE3,UT6ME5TCR,NVMFS5C442NLAFT1G,SIRA88DP-T1-GE3,BSZ050N03MSGATMA1,IRF7469TRPBF,NVMFS6H836NT3G,NVTFS6H860NTAG,NVMFS6H836NLT1G,SIR422DP-T1-GE3,FDS8896,SIR582DP-T1-RE3,BSZ0909NSATMA1,NTMFS015N10MCLT1G,NTMFS4922NET3G,NVMFS5C670NLAFT1G,SIR876BDP-T1-RE3,NVTFS6H860NLWFTAG,SI4090BDY-T1-GE3,NTTFS4937NTWG,FDS8880,SIRA06DP-T1-GE3,SI7818DN-T1-E3,SIR826ADP-T1-GE3,ISZ040N03L5ISATMA1,NVTFS6H880NLTAG,NVTFS9D6P04M8LTAG,NTTFS4C10NTWG,NVTFS5824NLTAG,NTTFS5116PLTWG,FDS8884,SIR106ADP-T1-RE3,IRF8714TRPBF,SIR186LDP-T1-RE3,RS6E122BGTB1,NTMFS5H419NLT1G,SIRA16DP-T1-GE3,SIRA10DP-T1-GE3,SISA16DN-T1-GE3,SIJ4108DP-T1-GE3,NVMFS5C430NT3G,NVTFWS016N06CTAG,NVTFS024N06CTAG,FDS4470,NTTFS4C06NTWG,FDS86106,BSZ0500NSIATMA1,NVTFS5811NLTWG,NVMFS5C680NLT1G,NTMFS4C09NT3G,NVMFS5834NLWFT1G,SI4896DY-T1-GE3,NVTFS5826NLTWG,NVMFS5C673NLWFT1G,BSZ063N04LS6ATMA1,NTMFS5C460NLT3G,FDS4672A,NVTFS4C25NTAG,SISS42LDN-T1-GE3,UT6KB5TCR,NVMFS020N06CT1G,BSZ900N15NS3GATMA1,SIS412DN-T1-GE3,NVMFS5C466NLT1G,NVTFWS015N04CTAG,NVTFS4824NWFTAG,FDS5670,NVMFS5C682NLAFT1G,NVMFS6H824NLT1G,SIRA88BDP-T1-GE3,SI4178DY-T1-GE3,NVMFS5C677NLT1G,NVMFS5C466NT1G,IRF7853TRPBF,NVMFS5C670NLT3G,SIR826LDP-T1-RE3,NTTFS005N04CTAG,SIRA18BDP-T1-GE3,SISHA06DN-T1-GE3,N

对照表 - ROHM

【产品】ROHM新推第四代碳化硅功率MOSFET器件SCT4062KR，漏源电压为1200V

ROHM推出了第四代碳化硅功率MOSFET器件SCT4062KR，与传统产品相比，导通电阻与开关损耗更低，且采用带有驱动源端子的4引脚TO-247-4L封装，可最大限度地发挥器件的高速开关性能特点。

新产品发布时间 : 2022-03-31

【产品】1200V/43A车规级N沟道碳化硅功率MOSFET SCT4036KEHR，耗散功率可达176W

罗姆推出的SCT4036KEHR是一款车规级N沟道碳化硅功率MOSFET。该器件无铅电镀，符合AEC-Q101和RoHS标准。在绝对最大额定值方面，其漏源电压为1200V，脉冲漏极电流为84A，等效结温为175℃，存储温度范围为-40℃~+175℃。

新产品发布时间 : 2022-06-19

【产品】采用无铅电镀，低导通电阻的N沟道功率MOSFET RD3L07BBG，规格为60V/115A

罗姆（ROHM）公司推出了一款采用TO-252封装的N沟道功率MOSFET——RD3L07BBG，该产品采用无铅电镀，符合RoHS标准，具有低导通电阻等特性，规格为60V/115A。

产品发布时间 : 2022-09-21

【产品】600V高压高侧和低侧栅极驱动器BS2101F，可用于驱动高侧配置的N沟道功率MOSFET或IGBT

ROHM推出的BS2101F是一款单片高侧和低侧栅极驱动IC，可通过自举操作驱动高速功率MOSFET和IGBT驱动器。浮动通道可用于驱动高端配置的N沟道功率MOSFET或IGBT，工作电压高达600V。

新产品发布时间 : 2019-01-31

【产品】600V高压三相桥式驱动器，可用于驱动N沟道功率MOSFET和IGBT

ROHM推出的BS2130F-G是一款单片桥式驱动器IC，可通过自举操作驱动三相系统中的N沟道功率MOSFET和IGBT驱动器。浮动通道可用于驱动高端配置的N沟道功率MOSFET或IGBT，工作电压高达600V。逻辑输入可以使用3.3V和5.0V。为了提供保护电路，该器件包括欠压锁定（UVLO）电路和过流保护（OCP）电路。当VCC和VBS低于指定的阈值电压时，UVLO电路可防止发生故障。

新产品发布时间 : 2019-02-23