【顾邦小讲堂】第二期 带你深入理解功率MOSFET规格书中参数和图表（1）

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【顾邦小讲堂】第二期 带你深入理解功率MOSFET规格书中参数和图表（1） [复制链接]

带你深入理解功率MOSFET规格书中参数和图表

 

    随着近几年新能源的发展，对于电源设计工程师的需求越来越旺盛。而做为一名合格的电源工程师，都是十八般武艺样样精通，其中有一项就是准确的器件选型能力。在各个器件中功率MOSFET通常都是电源设计的核心器件之一，那么如何选择最符合设计要求的MOSFET往往是一件令人头疼的事情。这时候就是考验一个电源工程师阅读器件规格书能力的时候了。
一般功率MOSFET的规格书有十几页内容，如何快速有效的读懂规格书上的参数和图表就是我们要分享的内容。

今天我们就以一份顾邦半导体的超结MOSFET的规格书为例开启我们的内容吧。

    一份功率MOSFET的规格书首页一般都是器件的基本介绍，通常的信息包括耐压V_DS，典型内阻R_{DS_ON}以及封装等基本信息。这些我们暂时略过，直接进入数据表开始一个个参数看。

1. V_DS（V_(BR)DSS）

规格书上第一个参数也是最重要参数之一就是V_(BR)DSS，这个值表征了器件的耐压能力。当我们的电源的输入输出参数确定、电源拓扑确定之后，一般所需要的MOSFET的耐压值也就基本确定了。

一般对于通讯/服务器/充电桩等应用，大部分情况下需要选用600V-650V耐压的功率MOSFET。

如上规格书中参数可见，此处V_(BR)DSS的最小值是600V，是不是说明只要MOSFET的DS电压不超过600V，这颗MOSFET就能安全工作？答案是否定的。

为什么呢？此处有两点原因，而且这两点原因适用于几乎所有的规格参数。

1. 规格书上的参数都是有温度限制的，比如这里V_(BR)DSS就是在T_j=25℃时的参数
2. 规格书上的参数都是有电气限制的，比如这里V_(BR)DSS就是在V_GS=0V，I_D=1mA这个特定电气限制下的参数

我们分别来看这两点：

1. 温度限制：由于半导体器件里面的导电粒子的迁移率等参数都是与温度息息相关，所以半导体器件的各个参数也都受温度影响，比如下图我们可以看到V_(BR)DSS与T_j的曲线关系。可以看到MOSFET的V_(BR)DSS是正温度系数的，当温度越高器件的DS所能承受的耐压也越高。相应的当器件的温度较低时，器件的DS耐压就会下降。因此工程师在设计时，要考虑电源的最低环境温度工况下启机时MOSFET的DS电压是否会超出器件本身的耐压值。因此我们在选择MOSFET时，一般会对DS的耐压有降额设计的要求，比如400V的母线电压，在最恶劣工况下MOSFET的DS电压尖峰可能到达480V，此时若以80%为降额要求，选择600V耐压的MOSFET是合理的。那么即使电源在-50℃的环境下启机，MOSFET也不会因耐压而击穿。有些同学可能要问了，我为什么只说低温启机而不考虑稳态呢？这是因为如果启机能保证，电源在启机后器件温度因为损耗而上升，V_(BR)DSS随温度升高而增加，那就更没问题啦。
   
2. 电气限制：我们看到规格书中所有参数都有一个电气限制，就在test condition那一栏里面。对于V_(BR)DSS这里的电气限制是V_GS=0V，I_D=1mA，这个电气限制一般也是器件原厂在出厂前终测的标准。比如顾邦这颗GBS60037，在出厂前终测时，V_GS施加0V电压，并在DS回路里灌进去1mA电流，从而测出的DS电压就是V_(BR)DSS。顾邦的超结MOSFET都是以1mA电流为测试标准，并且在产线终测时留有裕量，也就是说实际器件出厂时V_(BR)DSS是高于规格书参数的，一般高5%左右。另外补充一点是，一般情况下测试电流越大，所测得的V_(BR)DSS也越大。

 

 

以上就是我们深入理解MOSFET规格书第一期，主要总结了V_(BR)DSS这个参数，下期我们将带来R_{DS_ON}的解读，敬请期待。