MOS管规格书参数解读

一、参数解读

极限值

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一般来说任何情况下MOSFET工作状态超过以下指标，均可能造成器件的损坏，以龙腾650V 99mΩ器件规格书为例：

第一列为参数名称，漏源极电压、漏极连续电流、漏极脉冲电流、栅源极电压、单次雪崩能量、耗散功率、结温和储存温度、二极管连续正向电流、二极管脉冲电流。第二列为参数符号，第三列为参数的极限值，第四列为参数的单位。

重点介绍漏极连续电流Id的计算

Tc	25°C	100°C
PD	（TJ，max-Tc）/RthJC	（TJ，max-Tc）/RthJC
PD	（150-25）/0.35≈357W	（150-100）/0.35≈143W
iD	√（357/2.3*0.2277）≈40A	√（357/2.3*0.2277）≈25A

此外，有时规格书中Id的值要小于实际计算得到的值，这是由于封装连接线的电流限制。

静态参数

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BVDSS表示漏源极之间能承受的电压值，这里标注的是最小值650V。VGS(th)表示MOSFET的开启电压，它是负温度系数，随着温度的增加，器件的开启电压逐渐减小，以100℃为例，此时开启电压已经降低到25℃时的0.77倍

IDSS表示漏极的漏电流，在VDS=650V时，最大不超过1uA；

IGSSF、IGSSR分别表示栅极正向漏电流、反向漏电流，在VGS=±30V时，不超过100nA； RDS(on)表示器件的导通电阻，它与器件的测试条件及温度有关。   当温度升高时，RDS(on)逐渐变大，呈现正温度系数； 测试条件VGS=10V固定，测试电流ID不断增加时，RDS(on)也不断加大。

动态参数

 

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电容参数：

规格书参数部分只标注了一个点的值，即在测试条件VDS=100V，VGS=0V，f=250kHz时，Ciss=3250pF、Coss=115pF、Crss=4.5pF。 功率器件的结电容是随着电压变化的，规格书中的C-V 曲线上可以读出在各个电压下的结电容值。

开关参数：

td(on)=10%VGS – 90%VDS

tr=90%VDS – 10%VDS

td(off)=90%VGS – 10%VDS

tf=10%VDS – 90%VDS

测试条件中包含VDD、ID、Rg、VGS，注意在不同的测试条件下，参数测试值不相同。

栅电荷参数

 

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注：栅极电荷参数注意测试条件中VGS=0to10V，即规格书中的Qg表示栅极从0V充电到10V所需的电荷量，往往实际使用时不是这个驱动电压。

体二极管参数

 

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注：VSD表示体二极管正向导通时的压降，其值随着IS的增大而增大，随着温度的升高而减小。

注：trr表示反向恢复过程的时间，Qrr表示反向恢复过程的电荷量，Irrm表示反向恢复过程的电流尖峰

二、参数测试和曲线解读

静态测试

 

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静态测试项目包含： BVDSS、VTH、IDSS、IGSSF、IGSSR、RDSON，一般使用功率器件静态测试仪进行测试，每一颗器件出厂前在封装完成之后，都会经过在100%的FT测试中进行静态参数的测试才会交到用户手中。

  其中BVDSS，我们通过灌电流读电压的方式得到，在栅极VGS=0V时让器件流过ID=250uA，此时器件的两端电压值就是器件的耐压BVDSS。

VTH：器件开启的电压，将栅-漏极短接，持续增加VGS当器件流过ID=250uA，此时栅极所施加的电压值为VTH。

IDSS：VGS电压为0保持器件关断，对器件施加额定电压值，测试此时的电流。

IGSSF、IGSSR：对器件施加对应VGS电压，此时IGS相对应的漏电流值为IGSSF、IGSSR。

RDSON：导通电阻，给器件一定栅极电压，让器件流过对应电流，所测得的导通DS间电阻值。

动态测试

 

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动态测试是器件在开关过程中所获得的参数，决定着器件的开关性能。

（1)Qg

Qg参数由如上电路测试得到，通过对Ig的积分，得到Qg，在绘制出Qg-VGS曲线，我们可以看到分为三个阶段，把一个向上的阶段定义为Qgs，把米勒平台阶段定义为Qgd，把整个开通阶段定义为Qg。

（2)开关测试

开关数据由如上电路得到，控制器件开关得到右侧波形。

开通延时：td(on)=10% VGS – 90% VDS

上升时间：tr=90%VDS – 10%VDS

关断延时：td(off)=90%VGS – 10%VDS

下降时间：tf=10%VDS – 90%VDS

（3)二极管测试

二极管数据由如上电路中得到，测试体二极管的电压电流。

trr表示反向恢复过程的时间

Qrr表示反向恢复过程的电荷量

Irrm表示反向恢复过程的电流尖峰

（4）极限能力测试

雪崩

器件雪崩由如上电路测试获得。器件雪崩能量=电感能量=1/2LI2

短路

此外IGBT规格中有短路能力的标称，下图是规格书中短路参数

（5）可靠性测试

可靠性测试

模拟和加速半导体元器件在整个寿命周期中遭遇的各种情况(器件应用寿命长短)。

高温栅偏/高温反偏（HTGB/HTRB）

评估器件在高温和高电压情况下一段时间的耐久力。高温、高电压条件下加速其失效进程。

湿热试验（THB/H3TRB）

确定电子元器件在高温、高湿度或伴有温度湿度变化条件下工作或储存的适应能力。评估产品在高温、高湿、偏压条件下对湿气的抵抗能力，加速其失效进程。  

特性曲线

 

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静态参数测试条件是不变的，而在实际应用中，测试参数的静态点并不能说明问题。外部环境是实时变化的，此时静态参数只能提供一个参考的数值，这时曲线的参数测试变得更有意义。

  （1)输出特性曲线

（2)参数与结温关系

	通过参数与结温曲线的关系可以发现，功率器件的参数会随着结温的变化，而呈现一定规律的变化，在实际应用中，结温变化不仅仅因为环境温度的改变，还会因为功率器件自身功耗改变。所以一定要注意结温对器件参数的影响，注重散热。

注：以上信息与数据出自龙腾半导体，转载请注明出处。

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