知道并理解！MOSFET特性

什么是晶体管？MOSFET特性

• 关于MOSFET的寄生容量和温度特性
• 关于MOSFET的开关及其温度特性
• 关于MOSFET的V_GS(th) (界限値)
• I_D-V_GS特性和温度特性

关于MOSFET的寄生容量和温度特性

MOSFET的静电容量

功率MOSFET在构造上，如图1存在寄生容量。
功率MOSFET在构造上，如图1存在寄生容量 MOSFET的G (栅极) 端子和其他的电极间由氧化膜绝缘，DS (漏极、源极) 间形成PN接合，成为内置二极管构造。C_gs, C_gd容量根据氧化膜的静电容量、C_ds根据内置二极管的接合容量决定。

图1: MOSFET的容量模型

一般而言MOSFET规格书上记载的是表1中的C_iss/C_oss/C_rss三类。

表1 MOSFET的容量特性

记号	算式	含义
Ciss	Cgs Cgd	输入容量
Coss	Cds Cgd	输出容量
Crss	Cgd	反馈容量

容量特性如图2所示，对DS (漏极、源极) 间电压V_DS存在依赖性。V_DS大则容量值小。

图2: 容量 - V_DS 依存性

温度特性

实测例见图(1) ~ (3)所示
关于容量特性的温度依存性几乎没有差异。

图3: 容量温度特性

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关于MOSFET的开关及其温度特性

关于MOSFET的开关时间

栅极电压ON/OFF之后，MOSFET才ON/OFF。这个延迟时间为开关时间。开关时间如表1所示种类，一般而言，规格书上记载t_d(on)/ t_r/ t_d(off)/ t_f。

ROHM根据图2电路的测定值决定规格书的typ.值。

　

表1: MOSFET的SW特性

记号	内容
td(on)	开启延迟时间 (VGS 10%→VDS 90%)
tr	上升时间 (VDS 90%→VDS 10%)
td(off)	关闭延迟时间 (VGS 90%→VDS 10%)
tf	下降时间 (VDS 10%→VDS 90%)
ton	开启时间 (td(on) tr)
toff	关闭时间 (td(off) tf)

温度特性

实测例如图3(1)~(4)所示。
温度上升的同时开关时间略微增加，但是100°C上升时增加10%成左右，几乎没有开关特性的温度依存性。

图3: 开关温度特性

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关于MOSFET的V_GS(th)(界限値)

关于MOSFET的V_GS(th)

MOSFET开启时，GS (栅极、源极) 间需要的电压称为V_GS(th)（界限值)。
即输入界限值以上的电压时MOSFET为开启状态。
那么MOSFET在开启状态时能通过多少A电流？针对每个元件，在规格书的电气特性栏里分别有记载。

表1为规格书的电气特性栏示例。该情况下，输入V_DS=10V时，使1mA电流通过I_D所需的栅极界限值电压I_D(th)为1.0V to 2.5V。

表1: 规格书的电气特性栏

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I_D-V_GS特性和温度特性

I_D-V_GS特性和界限值温度特性的实测例如图1、2所示。
如图1，为了通过绝大部分电流，需要比较大的栅极电压。
表1所记载的机型，其规格书上的界限值为2.5V以下，但是为4V驱动产品。
使用时请输入使其充分开启的栅极电压。

如图2，界限值随温度而下降。
通过观察界限值电压变化，能够计算元件的通道温度。

图1: I_D-V_GS特性

图2: 界限值温度特性

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