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带你读懂MOS管参数「热阻、输入输出电容及开关时间」

转载--记得诚2020-07-19 16:03

我们打开一个MOS管的SPEC,今天我们来谈谈热阻、电容和开关时间。

,英文Thermal resistance,是指物体两端温差与热源功率之间的比值。℃/W或者是K/W。

半导体散热有三种方式,从顶部到空气,从底部到电路板,从引脚到电路板。

结合空气环境的热阻ThetaJA表示,

其中芯片结温,如下图所示,芯片图所示。

其他一些热阻参数如下:

ThetaJC=(Tj-Tc)/P,一般来说,封装外壳的热阻是封装顶部的热阻,所以一般来说,ThetaJC=ThetaJT

ThetaJB=(Tj-Tb)/P,结到PCB的热阻。

ThetaJA参数综合了Die的大小, 包装方法、填充材料、包装材料、引脚设计、外部散热器和外部电路板的属性ThetaJA和用的器件以及PCB设计有关。ThetaJC和ThetaJB这两个参数表示芯片和包装本身,不会随着芯片包装外部环境的变化而变化。

热阻与以下参数密切相关。

:功率损失是指NMOS功耗不得超过1500mW,否则可能会损坏MOS管。

:结温、结面温度是指NMOS最高结温不得超过150℃。

:如下的833℃/W指的是NMOS与环境温度相比,结面的热阻为833℃/W,如果设备消耗的功率是1W,那温升就是833℃。

当NMOS最大功率150mW,那NMOS空气温度为150/10000*833≈125℃,芯片结温为125 25=150℃。

再看一下MOS管的电容。

,指的是DS短接,用交流信号测量GS之间的电容,Ciss由GS电容和GD电容并联,即Ciss=Cgs Cgd,当输入电容充电到阈值电压时,MOS打开管道,放电到一定值,MOS管道关闭了,所以Ciss和MOS管道的开关时间有很大关系。

,指的是GS短接,用交流信号测量DS之间的电容,Coss由GD电容和DS电容并联,即Coss=Cgd Cds

,指S接地,GD电容器之间,即Crss=Cgd

MOS管关闭下,Cgs要比Cgd大得多,Cgd=1.7pF,那Cgs=7.1-1.7=5.4pF。

从SPEC图片显示了三个电容器的大小和DS电压关系很大,尤其是Coss和Crss

有的一些MOS管SPEC还有以下Qg、Qgs、Ggd,是指充满这些电容所需的电荷,所需的充电电荷越少,MOS管开关速度越快。

MOS管关闭下,Cgs要比Cgd大的多,但发现了Qgd比Qgs大得多,受米勒电容的影响。

结合图片理解MOS管道开关时间。

最左边的绿色部分,ID和UD几乎不变,因为这个时候几乎不变,UGS没有上升到阈值电压,MOS关闭管道,把UGS这段时间从0增加到阈值电压

然后是紫色部分,当UGS上升到阈值电压后,随着UGS继续增长,ID也逐渐增加,UD直到ID到最大值,UD到最小值,这段时间叫做

同理,MOS当管道关闭时,UGS阈值电压没有下降,ID和UD都是不变的,把UGS下降到阈值电压前这段时间叫

随着UGS逐渐减小,ID减小到最小值,UD增加到最大值,这段时间叫做

那为什么要明白呢?MOS管道的电容和开关时间呢?MOS对开关速度有要求的电路使用管道可能是因为MOS管道开关时间过慢,导致通信失败。

今天的内容到此结束,希望对大家有所帮助,下一期见。

—— The End——

标签: 2000v103pf电容电容2w474

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