MOSFET有著怎樣的特性？

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2022-11-16 17:35:28 833

關于MOSFET的寄生容量和溫度特性

功率MOSFET在構造上，如圖1存在寄生容量。
功率MOSFET在構造上，如圖1存在寄生容量 MOSFET的G (柵極) 端子和其他的電極間由氧化膜絕緣，DS (漏極、源極) 間形成PN接合，成為內置二極管構造。Cgs, Cgd容量根據氧化膜的靜電容量、Cds根據內置二極管的接合容量決定。

圖1: MOSFET的容量模型

一般而言MOSFET規格書上記載的是表1中的Ciss/Coss/Crss三類。

容量特性如圖2所示，對DS (漏極、源極) 間電壓VDS存在依賴性。VDS大則容量值小。

圖2: 容量 - VDS 依存性

實測例見圖(1) ~ (3)所示
關于容量特性的溫度依存性幾乎沒有差異。

圖3: 容量溫度特性

柵極電壓ON/OFF之后，MOSFET才ON/OFF。這個延遲時間為開關時間。開關時間如表1所示種類，一般而言，規格書上記載td(on)/ tr/ td(off)/ tf。

Slkor根據圖2電路的測定值決定規格書的typ.值。

實測例如圖3(1)~(4)所示。
溫度上升的同時開關時間略微增加，但是100°C上升時增加10%成左右，幾乎沒有開關特性的溫度依存性。

圖3: 開關溫度特性

MOSFET開啟時，GS (柵極、源極) 間需要的電壓稱為VGS(th)（界限值)。
即輸入界限值以上的電壓時MOSFET為開啟狀態。
那么MOSFET在開啟狀態時能通過多少A電流？針對每個元件，在規格書的電氣特性欄里分別有記載。

表1為規格書的電氣特性欄示例。該情況下，輸入VDS=10V時，使1mA電流通過ID所需的柵極界限值電壓ID(th)為1.0V to 2.5V。

表1: 規格書的電氣特性欄

ID-VGS特性和界限值溫度特性的實測例如圖1、2所示。
如圖1，為了通過絕大部分電流，需要比較大的柵極電壓。
表1所記載的機型，其規格書上的界限值為2.5V以下，但是為4V驅動產品。
使用時請輸入使其充分開啟的柵極電壓。

如圖2，界限值隨溫度而下降。
通過觀察界限值電壓變化，能夠計算元件的通道溫度。

圖1: ID-VGS特性

圖2: 界限值溫度特性