看懂MOSFET數(shù)據(jù)表,第5部分——開(kāi)關(guān)參數(shù)
發(fā)布時(shí)間:2020-04-07 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】最后,我們來(lái)到了這個(gè)試圖破解功率MOSFET數(shù)據(jù)表的“看懂MOSFET數(shù)據(jù)表”博客系列的收尾部分。在這個(gè)博客中,我們將花時(shí)間看一看MOSFET數(shù)據(jù)表中出現(xiàn)的某些其它混合開(kāi)關(guān)參數(shù),并且檢查它們對(duì)于總體器件性能的相關(guān)性(或者與器件性能沒(méi)什么關(guān)系)。
另一方面,諸如FET固有體二極管的輸出電荷 (QOSS) 和反向恢復(fù)電荷(Qrr) 等開(kāi)關(guān)參數(shù)是造成很多高頻電源應(yīng)用中大部分FET開(kāi)關(guān)損耗的關(guān)鍵因素。不好意思,我說(shuō)的這些聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)兒前言不搭后語(yǔ),不過(guò)設(shè)計(jì)人員在根據(jù)這些參數(shù)比較不同的FET時(shí)要小心,這是因?yàn)闇y(cè)試條件決定一切,事情往往是如此!
圖1顯示的是,在TI CSD18531Q5A 60V MOSFET的兩個(gè)不同di/dt速率上測(cè)得的輸出電荷和反向恢復(fù)電荷,這代表了一個(gè)事物的兩個(gè)方面。在左側(cè),Qrr在360A/µs時(shí)測(cè)得的值為85nC,在右邊,2000A/µs時(shí)測(cè)得的值為146nC。雖然沒(méi)有測(cè)量部件的di/dt行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),但我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),為了得到極地的Qrr,我們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手將測(cè)量時(shí)的di/dt速率調(diào)低至100 A/us。
圖1:360A/µs(左側(cè))和2000A/µs(右側(cè))時(shí),在CSD18531Q5A上測(cè)得的Qrr和QOSS值。
Qrr 甚至可以對(duì)測(cè)試執(zhí)行性的二極管正向電流 (If) 具有更強(qiáng)的依賴(lài)關(guān)系。而進(jìn)一步使事情復(fù)雜化的原因在于,某些廠商未將QOSS 作為一個(gè)單獨(dú)參數(shù)包含在內(nèi),而是只將這個(gè)參數(shù)吸收到Qrr 的技術(shù)規(guī)格當(dāng)中。除了數(shù)據(jù)表中列出的測(cè)試條件,事實(shí)上,其它諸如電路板寄生電感和主觀測(cè)量方法等考慮也使得比較單獨(dú)廠商數(shù)據(jù)表中的這些參數(shù)變得不太可能。這并不是說(shuō)這些參數(shù)對(duì)于設(shè)計(jì)不重要,而是為了說(shuō)明,要獲得可靠的比較數(shù)據(jù),唯一有效的解決方案就是使用通常的方法和電路板對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立采集。
我在這個(gè)系列中將要提到的最后一個(gè)參數(shù)就是開(kāi)關(guān)時(shí)間。這4個(gè)參數(shù)通常由下方圖2中的波形定義,并且會(huì)出現(xiàn)在每個(gè)廠商的數(shù)據(jù)表中。它們是如此地依賴(lài)于電路板和測(cè)試條件,以至于FET行業(yè)的一位元老級(jí)人物(也是個(gè)人導(dǎo)師)經(jīng)常把這些參數(shù)引用為“FET數(shù)據(jù)表中最沒(méi)用的參數(shù)”。本來(lái)是為了指示出開(kāi)關(guān)速度,而實(shí)際上,由于這些參數(shù)是FET特性值,所以它們至多只反映出驅(qū)動(dòng)器強(qiáng)度和漏電流。TI在器件的額定電流上進(jìn)行測(cè)試時(shí)將這些參數(shù)包含在內(nèi),而其它廠商只在1A ID 上測(cè)試這些參數(shù),其目的在于使它們的器件看起來(lái)具有更快的開(kāi)關(guān)速度。更能說(shuō)明器件實(shí)際開(kāi)關(guān)速度的是器件的柵極電荷參數(shù)和內(nèi)部柵極電阻,Rg,這兩個(gè)參數(shù)幾乎不受這些技術(shù)指針差距 (specmanship) “游戲”的影響。
圖2:定義MOSFET數(shù)據(jù)表開(kāi)關(guān)時(shí)間的波形。
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