"MOSFET" என்பது Metal Oxide Semicoductor Field Effect Transistor என்பதன் சுருக்கமாகும். இது உலோகம், ஆக்சைடு (SiO2 அல்லது SiN) மற்றும் குறைக்கடத்தி ஆகிய மூன்று பொருட்களால் செய்யப்பட்ட ஒரு சாதனமாகும். MOSFET என்பது குறைக்கடத்தி துறையில் மிகவும் அடிப்படையான சாதனங்களில் ஒன்றாகும். அது IC வடிவமைப்பு அல்லது போர்டு-லெவல் சர்க்யூட் பயன்பாடுகளில் இருந்தாலும், அது மிகவும் விரிவானது. MOSFET இன் முக்கிய அளவுருக்களில் ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th) போன்றவை அடங்கும். இவை உங்களுக்குத் தெரியுமா? OLUKEY நிறுவனம், ஒரு வின்சோக் தைவானின் நடுத்தர முதல் உயர்நிலை நடுத்தர மற்றும் குறைந்த மின்னழுத்தம்MOSFETமுகவர் சேவை வழங்குநர், MOSFET இன் பல்வேறு அளவுருக்கள் பற்றி விரிவாக உங்களுக்கு விளக்குவதற்கு கிட்டத்தட்ட 20 வருட அனுபவமுள்ள ஒரு முக்கிய குழுவைக் கொண்டுள்ளது!
MOSFET அளவுருக்களின் அர்த்தத்தின் விளக்கம்
1. தீவிர அளவுருக்கள்:
ஐடி: அதிகபட்ச வடிகால்-மூல மின்னோட்டம். புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர் சாதாரணமாக இயங்கும்போது, வடிகால் மற்றும் மூலத்திற்கு இடையே அனுமதிக்கப்படும் அதிகபட்ச மின்னோட்டத்தை இது குறிக்கிறது. புல விளைவு டிரான்சிஸ்டரின் இயக்க மின்னோட்டம் ஐடியை விட அதிகமாக இருக்கக்கூடாது. சந்திப்பு வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது இந்த அளவுரு குறைகிறது.
IDM: அதிகபட்ச துடிப்புள்ள வடிகால்-மூல மின்னோட்டம். சந்திப்பு வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது இந்த அளவுரு குறையும், இது தாக்க எதிர்ப்பை பிரதிபலிக்கிறது மற்றும் துடிப்பு நேரத்துடன் தொடர்புடையது. இந்த அளவுரு மிகவும் சிறியதாக இருந்தால், OCP சோதனையின் போது கணினி மின்னோட்டத்தால் உடைக்கப்படும் அபாயம் உள்ளது.
PD: அதிகபட்ச சக்தி சிதறடிக்கப்பட்டது. இது புல விளைவு டிரான்சிஸ்டரின் செயல்திறன் மோசமடையாமல் அனுமதிக்கப்படும் அதிகபட்ச வடிகால்-மூல சக்தி சிதறலைக் குறிக்கிறது. பயன்படுத்தும் போது, FET இன் உண்மையான மின் நுகர்வு PDSM ஐ விட குறைவாக இருக்க வேண்டும் மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட விளிம்பை விட வேண்டும். சந்திப்பு வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது இந்த அளவுரு பொதுவாக குறைகிறது
VDSS: அதிகபட்ச வடிகால்-மூலம் தாங்கும் மின்னழுத்தம். பாயும் வடிகால் மின்னோட்டமானது ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை மற்றும் கேட்-சோர்ஸ் ஷார்ட் சர்க்யூட்டின் கீழ் ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பை (கடுமையாக உயர்கிறது) அடையும் போது வடிகால்-மூல மின்னழுத்தம். இந்த வழக்கில் வடிகால்-மூல மின்னழுத்தம் பனிச்சரிவு முறிவு மின்னழுத்தம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. VDSS நேர்மறை வெப்பநிலை குணகம் உள்ளது. -50°C இல், VDSS ஆனது 25°C இல் தோராயமாக 90% ஆகும். சாதாரண உற்பத்தியில் வழக்கமாக விடப்படும் கொடுப்பனவு காரணமாக, MOSFET இன் பனிச்சரிவு முறிவு மின்னழுத்தம் எப்போதும் பெயரளவு மதிப்பிடப்பட்ட மின்னழுத்தத்தை விட அதிகமாக இருக்கும்.
ஓலுகேசூடான குறிப்புகள்: தயாரிப்பு நம்பகத்தன்மையை உறுதிப்படுத்த, மோசமான வேலை நிலைமைகளின் கீழ், வேலை மின்னழுத்தம் மதிப்பிடப்பட்ட மதிப்பில் 80 ~ 90% ஐ விட அதிகமாக இருக்கக்கூடாது என்று பரிந்துரைக்கப்படுகிறது.
விஜிஎஸ்எஸ்: அதிகபட்ச கேட்-மூல மின்னழுத்தத்தைத் தாங்கும். கேட் மற்றும் மூலத்திற்கு இடையே உள்ள தலைகீழ் மின்னோட்டம் கடுமையாக அதிகரிக்கத் தொடங்கும் போது இது VGS மதிப்பைக் குறிக்கிறது. இந்த மின்னழுத்த மதிப்பை மீறுவது கேட் ஆக்சைடு அடுக்கின் மின்கடத்தா முறிவை ஏற்படுத்தும், இது அழிவுகரமான மற்றும் மாற்ற முடியாத முறிவு ஆகும்.
TJ: அதிகபட்ச இயக்க சந்திப்பு வெப்பநிலை. இது பொதுவாக 150° அல்லது 175℃. சாதன வடிவமைப்பின் வேலை நிலைமைகளின் கீழ், இந்த வெப்பநிலையை மீறுவதைத் தவிர்ப்பது மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட விளிம்பை விட்டுவிடுவது அவசியம்.
TSTG: சேமிப்பு வெப்பநிலை வரம்பு
இந்த இரண்டு அளவுருக்கள், TJ மற்றும் TSTG, சாதனத்தின் வேலை மற்றும் சேமிப்பக சூழலால் அனுமதிக்கப்படும் சந்திப்பு வெப்பநிலை வரம்பை அளவீடு செய்கிறது. இந்த வெப்பநிலை வரம்பு சாதனத்தின் குறைந்தபட்ச இயக்க வாழ்க்கைத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் வகையில் அமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த வெப்பநிலை வரம்பிற்குள் சாதனம் செயல்படுவதை உறுதிசெய்தால், அதன் பணி வாழ்க்கை பெரிதும் நீட்டிக்கப்படும்.
2. நிலையான அளவுருக்கள்
MOSFET சோதனை நிலைமைகள் பொதுவாக 2.5V, 4.5V மற்றும் 10V ஆகும்.
V(BR)DSS: வடிகால்-மூல முறிவு மின்னழுத்தம். கேட்-மூல மின்னழுத்தம் VGS 0 ஆக இருக்கும் போது புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர் தாங்கக்கூடிய அதிகபட்ச வடிகால்-மூல மின்னழுத்தத்தைக் குறிக்கிறது. இது ஒரு வரம்புக்குட்பட்ட அளவுருவாகும், மேலும் புல விளைவு டிரான்சிஸ்டருக்குப் பயன்படுத்தப்படும் இயக்க மின்னழுத்தம் V(BR) ஐ விட குறைவாக இருக்க வேண்டும். டிஎஸ்எஸ். இது நேர்மறையான வெப்பநிலை பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, குறைந்த வெப்பநிலை நிலைமைகளின் கீழ் இந்த அளவுருவின் மதிப்பை பாதுகாப்பு கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.
△V(BR)DSS/△Tj: வடிகால்-மூல முறிவு மின்னழுத்தத்தின் வெப்பநிலை குணகம், பொதுவாக 0.1V/℃
RDS(ஆன்): VGS (பொதுவாக 10V), சந்திப்பு வெப்பநிலை மற்றும் வடிகால் மின்னோட்டத்தின் சில நிபந்தனைகளின் கீழ், MOSFET இயக்கப்பட்டிருக்கும் போது வடிகால் மற்றும் மூலத்திற்கு இடையிலான அதிகபட்ச எதிர்ப்பு. இது MOSFET இயக்கப்படும் போது நுகரப்படும் சக்தியை தீர்மானிக்கும் மிக முக்கியமான அளவுருவாகும். சந்திப்பு வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது இந்த அளவுரு பொதுவாக அதிகரிக்கிறது. எனவே, இழப்பு மற்றும் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியைக் கணக்கிடுவதற்கு அதிக இயக்கச் சந்திப்பு வெப்பநிலையில் இந்த அளவுருவின் மதிப்பைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.
VGS(th): டர்ன்-ஆன் மின்னழுத்தம் (வாசல் மின்னழுத்தம்). வெளிப்புற கேட் கட்டுப்பாட்டு மின்னழுத்தம் VGS VGS (th) ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது, வடிகால் மற்றும் மூலப் பகுதிகளின் மேற்பரப்பு தலைகீழ் அடுக்குகள் இணைக்கப்பட்ட சேனலை உருவாக்குகின்றன. பயன்பாடுகளில், வடிகால் ஷார்ட்-சர்க்யூட் நிலையில் ஐடி 1 mA க்கு சமமாக இருக்கும்போது கேட் மின்னழுத்தம் பெரும்பாலும் டர்ன்-ஆன் மின்னழுத்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. சந்திப்பு வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது இந்த அளவுரு பொதுவாக குறைகிறது
IDSS: நிறைவுற்ற வடிகால்-மூல மின்னோட்டம், கேட் மின்னழுத்தம் VGS=0 மற்றும் VDS ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பாக இருக்கும்போது வடிகால்-மூல மின்னோட்டம். பொதுவாக மைக்ரோஆம்ப் அளவில்
IGSS: கேட்-சோர்ஸ் டிரைவ் கரண்ட் அல்லது ரிவர்ஸ் கரண்ட். MOSFET உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு மிகப் பெரியதாக இருப்பதால், IGSS பொதுவாக நானோஆம்ப் அளவில் இருக்கும்.
3. டைனமிக் அளவுருக்கள்
gfs: கடத்தல். இது கேட்-மூல மின்னழுத்தத்தின் மாற்றத்திற்கு வடிகால் வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தின் மாற்றத்தின் விகிதத்தைக் குறிக்கிறது. இது வடிகால் மின்னோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் கேட்-மூல மின்னழுத்தத்தின் திறனின் அளவீடு ஆகும். gfs மற்றும் VGS இடையே உள்ள பரிமாற்ற உறவுக்கான விளக்கப்படத்தைப் பார்க்கவும்.
Qg: மொத்த கேட் சார்ஜிங் திறன். MOSFET என்பது மின்னழுத்த வகை ஓட்டும் சாதனமாகும். ஓட்டுநர் செயல்முறை என்பது கேட் மின்னழுத்தத்தை நிறுவும் செயல்முறையாகும். கேட் சோர்ஸ் மற்றும் கேட் வடிகால் இடையே கொள்ளளவை சார்ஜ் செய்வதன் மூலம் இது அடையப்படுகிறது. இந்த அம்சம் கீழே விரிவாக விவாதிக்கப்படும்.
Qgs: கேட் மூலம் சார்ஜ் செய்யும் திறன்
Qgd: கேட்-டு-டிரைன் கட்டணம் (மில்லர் விளைவை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது). MOSFET என்பது மின்னழுத்த வகை ஓட்டும் சாதனமாகும். ஓட்டுநர் செயல்முறை என்பது கேட் மின்னழுத்தத்தை நிறுவும் செயல்முறையாகும். கேட் சோர்ஸ் மற்றும் கேட் வடிகால் இடையே கொள்ளளவை சார்ஜ் செய்வதன் மூலம் இது அடையப்படுகிறது.
Td(on): கடத்தல் தாமத நேரம். உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் 10% ஆக உயரும் நேரம் முதல் VDS அதன் வீச்சில் 90% ஆக குறையும் வரை
Tr: எழுச்சி நேரம், வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் VDS அதன் வீச்சில் 90% முதல் 10% வரை குறையும் நேரம்
டிடி(ஆஃப்): டர்ன்-ஆஃப் தாமத நேரம், உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் 90% ஆக குறைவதிலிருந்து VDS அதன் டர்ன்-ஆஃப் மின்னழுத்தத்தில் 10% வரை உயரும் நேரம்
Tf: வீழ்ச்சி நேரம், வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் VDS அதன் வீச்சில் 10% முதல் 90% வரை உயரும் நேரம்
சிஸ்: உள்ளீடு கொள்ளளவு, வடிகால் மற்றும் மூலத்தை ஷார்ட் சர்க்யூட் செய்து, ஏசி சிக்னல் மூலம் கேட் மற்றும் சோர்ஸ் இடையே கொள்ளளவை அளவிடவும். Ciss= CGD + CGS (CDS ஷார்ட் சர்க்யூட்). இது சாதனத்தின் டர்ன்-ஆன் மற்றும் டர்ன்-ஆஃப் தாமதங்களில் நேரடி தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.
காஸ்: வெளியீட்டு கொள்ளளவு, கேட் மற்றும் மூலத்தை ஷார்ட் சர்க்யூட் செய்து, வடிகால் மற்றும் மூலத்திற்கு இடையே உள்ள கொள்ளளவை ஏசி சிக்னல் மூலம் அளவிடவும். காஸ் = CDS +CGD
Crss: தலைகீழ் பரிமாற்ற கொள்ளளவு. தரையுடன் இணைக்கப்பட்ட மூலத்துடன், வடிகால் மற்றும் கேட் இடையே அளவிடப்பட்ட கொள்ளளவு Crss=CGD. சுவிட்சுகளுக்கான முக்கியமான அளவுருக்களில் ஒன்று உயர்வு மற்றும் வீழ்ச்சி நேரம். Crss=CGD
MOSFET இன் இன்டர்லெக்ட்ரோட் கொள்ளளவு மற்றும் MOSFET தூண்டப்பட்ட கொள்ளளவு ஆகியவை உள்ளீடு கொள்ளளவு, வெளியீட்டு கொள்ளளவு மற்றும் பெரும்பாலான உற்பத்தியாளர்களால் பின்னூட்ட கொள்ளளவு என பிரிக்கப்படுகின்றன. மேற்கோள் காட்டப்பட்ட மதிப்புகள் நிலையான வடிகால்-மூல மின்னழுத்தத்திற்கானவை. வடிகால்-மூல மின்னழுத்தம் மாறும்போது இந்த கொள்ளளவுகள் மாறுகின்றன, மேலும் கொள்ளளவின் மதிப்பு வரையறுக்கப்பட்ட விளைவைக் கொண்டுள்ளது. உள்ளீட்டு கொள்ளளவு மதிப்பு இயக்கி சுற்றுக்கு தேவையான சார்ஜிங்கின் தோராயமான குறிப்பை மட்டுமே தருகிறது, அதேசமயம் கேட் சார்ஜிங் தகவல் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். ஒரு குறிப்பிட்ட கேட்-டு-சோர்ஸ் மின்னழுத்தத்தை அடைய கேட் சார்ஜ் செய்ய வேண்டிய ஆற்றலின் அளவை இது குறிக்கிறது.
4. பனிச்சரிவு முறிவு பண்பு அளவுருக்கள்
பனிச்சரிவு முறிவு குணாதிசய அளவுரு, ஆஃப் நிலையில் உள்ள அதிக மின்னழுத்தத்தைத் தாங்கும் MOSFET இன் திறனைக் குறிக்கிறது. மின்னழுத்தம் வடிகால்-மூல வரம்பு மின்னழுத்தத்தை மீறினால், சாதனம் பனிச்சரிவு நிலையில் இருக்கும்.
EAS: ஒற்றை துடிப்பு பனிச்சரிவு முறிவு ஆற்றல். இது ஒரு வரம்பு அளவுரு ஆகும், இது MOSFET தாங்கக்கூடிய அதிகபட்ச பனிச்சரிவு முறிவு ஆற்றலைக் குறிக்கிறது.
IAR: பனிச்சரிவு மின்னோட்டம்
காது: மீண்டும் மீண்டும் பனிச்சரிவு முறிவு ஆற்றல்
5. விவோ டையோடு அளவுருக்களில்
IS: தொடர்ச்சியான அதிகபட்ச ஃப்ரீவீலிங் மின்னோட்டம் (மூலத்திலிருந்து)
ISM: துடிப்பு அதிகபட்ச ஃப்ரீவீலிங் மின்னோட்டம் (மூலத்திலிருந்து)
VSD: முன்னோக்கி மின்னழுத்த வீழ்ச்சி
Trr: தலைகீழ் மீட்பு நேரம்
Qrr: ரிவர்ஸ் சார்ஜ் மீட்பு
டன்: முன்னோக்கி கடத்தல் நேரம். (அடிப்படையில் புறக்கணிக்கத்தக்கது)
MOSFET டர்ன்-ஆன் நேரம் மற்றும் டர்ன்-ஆஃப் நேர வரையறை
விண்ணப்பச் செயல்பாட்டின் போது, பின்வரும் பண்புகளை அடிக்கடி கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்:
1. V (BR) DSS இன் நேர்மறை வெப்பநிலை குணக பண்புகள். இருமுனை சாதனங்களிலிருந்து வேறுபட்ட இந்த பண்பு, சாதாரண இயக்க வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது அவற்றை மிகவும் நம்பகமானதாக ஆக்குகிறது. ஆனால் குறைந்த வெப்பநிலை குளிர் தொடக்கத்தில் அதன் நம்பகத்தன்மைக்கு நீங்கள் கவனம் செலுத்த வேண்டும்.
2. V(GS)th இன் எதிர்மறை வெப்பநிலை குணக பண்புகள். சந்திப்பு வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது கேட் வாசல் சாத்தியம் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு குறையும். சில கதிர்வீச்சு இந்த வரம்பு திறனைக் குறைக்கும், ஒருவேளை 0 ஆற்றலுக்குக் கீழே கூட இருக்கலாம். இந்தச் சூழல்களில் MOSFET களின் குறுக்கீடு மற்றும் தவறான தூண்டுதலுக்கு பொறியாளர்கள் கவனம் செலுத்த வேண்டும், குறிப்பாக குறைந்த வரம்பு திறன் கொண்ட MOSFET பயன்பாடுகளுக்கு. இந்த குணாதிசயத்தின் காரணமாக, குறுக்கீடு மற்றும் தவறான தூண்டுதலைத் தவிர்க்க, சில நேரங்களில் கேட் டிரைவரின் ஆஃப்-வோல்டேஜ் திறனை எதிர்மறை மதிப்புக்கு (N-வகை, பி-வகை மற்றும் பலவற்றைக் குறிப்பிடுவது) வடிவமைக்க வேண்டும்.
3.VDSon/RDSo இன் நேர்மறை வெப்பநிலை குணக பண்புகள். சந்தி வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது VDSon/RDSon சிறிது அதிகரிக்கும் பண்பு MOSFETகளை இணையாக நேரடியாகப் பயன்படுத்துவதை சாத்தியமாக்குகிறது. இருமுனை சாதனங்கள் இந்த விஷயத்தில் எதிர்மாறாக உள்ளன, எனவே இணையாக அவற்றின் பயன்பாடு மிகவும் சிக்கலானதாகிறது. ஐடி அதிகரிக்கும் போது RDSon சிறிது அதிகரிக்கும். இந்த பண்பு மற்றும் சந்திப்பு மற்றும் மேற்பரப்பு RDSon இன் நேர்மறை வெப்பநிலை பண்புகள் இருமுனை சாதனங்கள் போன்ற இரண்டாம் நிலை முறிவைத் தவிர்க்க MOSFET ஐ செயல்படுத்துகிறது. இருப்பினும், இந்த அம்சத்தின் விளைவு மிகவும் குறைவாக உள்ளது என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். இணையான, புஷ்-புல் அல்லது பிற பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தும்போது, இந்த அம்சத்தின் சுய-ஒழுங்குமுறையை நீங்கள் முழுமையாக நம்ப முடியாது. இன்னும் சில அடிப்படை நடவடிக்கைகள் தேவை. அதிக வெப்பநிலையில் கடத்தல் இழப்புகள் பெரிதாகின்றன என்பதையும் இந்தப் பண்பு விளக்குகிறது. எனவே, இழப்புகளை கணக்கிடும் போது அளவுருக்கள் தேர்வுக்கு சிறப்பு கவனம் செலுத்தப்பட வேண்டும்.
4. ஐடியின் எதிர்மறை வெப்பநிலை குணக பண்புகள், MOSFET அளவுருக்கள் மற்றும் அதன் முக்கிய பண்புகள் ஐடி பற்றிய புரிதல் சந்திப்பு வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது கணிசமாகக் குறையும். இந்த குணாதிசயம் வடிவமைப்பின் போது அதிக வெப்பநிலையில் அதன் ஐடி அளவுருக்களைக் கருத்தில் கொள்வது அவசியம்.
5. பனிச்சரிவு திறன் IER/EAS இன் எதிர்மறை வெப்பநிலை குணக பண்புகள். சந்திப்பு வெப்பநிலை அதிகரித்த பிறகு, MOSFET பெரிய V(BR)DSS ஐக் கொண்டிருக்கும் என்றாலும், EAS கணிசமாகக் குறைக்கப்படும் என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். அதாவது, அதிக வெப்பநிலையில் பனிச்சரிவுகளைத் தாங்கும் திறன் சாதாரண வெப்பநிலையை விட மிகவும் பலவீனமாக உள்ளது.
6. MOSFET இல் உள்ள ஒட்டுண்ணி டையோடின் கடத்தும் திறன் மற்றும் தலைகீழ் மீட்பு செயல்திறன் ஆகியவை சாதாரண டையோட்களை விட சிறப்பாக இல்லை. வடிவமைப்பில் உள்ள சுழற்சியில் இது முக்கிய மின்னோட்ட கேரியராக பயன்படுத்தப்படும் என்று எதிர்பார்க்கப்படவில்லை. உடலில் உள்ள ஒட்டுண்ணி டையோட்களை செல்லாததாக்க பிளாக்கிங் டையோட்கள் பெரும்பாலும் தொடரில் இணைக்கப்படுகின்றன, மேலும் கூடுதல் இணையான டையோட்கள் சுற்று மின் கேரியரை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், குறுகிய கால கடத்தல் அல்லது ஒத்திசைவான திருத்தம் போன்ற சில சிறிய மின்னோட்டத் தேவைகளில் இது ஒரு கேரியராகக் கருதப்படலாம்.
7. வடிகால் ஆற்றலின் விரைவான அதிகரிப்பு கேட் டிரைவின் போலி-தூண்டுதலை ஏற்படுத்தக்கூடும், எனவே பெரிய dVDS/dt பயன்பாடுகளில் (அதிக அதிர்வெண் வேக மாறுதல் சுற்றுகள்) இந்த சாத்தியத்தை கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.
இடுகை நேரம்: டிசம்பர்-13-2023
