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看懂MOSFET數據表,第5部分——開關參數

發布時間:2020-04-07 責任編輯:wenwei

【導讀】最后,我們來到了這個試圖破解功率MOSFET數據表的“看懂MOSFET數據表”博客系列的收尾部分。在這個博客中,我們將花時間看一看MOSFET數據表中出現的某些其它混合開關參數,并且檢查它們對于總體器件性能的相關性(或者與器件性能沒什么關系)。
 
另一方面,諸如FET固有體二極管的輸出電荷 (QOSS) 和反向恢復電荷(Qrr) 等開關參數是造成很多高頻電源應用中大部分FET開關損耗的關鍵因素。不好意思,我說的這些聽起來有點兒前言不搭后語,不過設計人員在根據這些參數比較不同的FET時要小心,這是因為測試條件決定一切,事情往往是如此!
 
圖1顯示的是,在TI CSD18531Q5A 60V MOSFET的兩個不同di/dt速率上測得的輸出電荷和反向恢復電荷,這代表了一個事物的兩個方面。在左側,Qrr在360A/µs時測得的值為85nC,在右邊,2000A/µs時測得的值為146nC。雖然沒有測量部件的di/dt行業標準,但我們已經發現,為了得到極地的Qrr,我們的競爭對手將測量時的di/dt速率調低至100 A/us。
 
看懂MOSFET數據表,第5部分——開關參數
圖1:360A/µs(左側)和2000A/µs(右側)時,在CSD18531Q5A上測得的Qrr和QOSS值。
 
Qrr 甚至可以對測試執行性的二極管正向電流 (If) 具有更強的依賴關系。而進一步使事情復雜化的原因在于,某些廠商未將QOSS 作為一個單獨參數包含在內,而是只將這個參數吸收到Qrr 的技術規格當中。除了數據表中列出的測試條件,事實上,其它諸如電路板寄生電感和主觀測量方法等考慮也使得比較單獨廠商數據表中的這些參數變得不太可能。這并不是說這些參數對于設計不重要,而是為了說明,要獲得可靠的比較數據,唯一有效的解決方案就是使用通常的方法和電路板對這些數據進行獨立采集。
 
我在這個系列中將要提到的最后一個參數就是開關時間。這4個參數通常由下方圖2中的波形定義,并且會出現在每個廠商的數據表中。它們是如此地依賴于電路板和測試條件,以至于FET行業的一位元老級人物(也是個人導師)經常把這些參數引用為“FET數據表中最沒用的參數”。本來是為了指示出開關速度,而實際上,由于這些參數是FET特性值,所以它們至多只反映出驅動器強度和漏電流。TI在器件的額定電流上進行測試時將這些參數包含在內,而其它廠商只在1A ID 上測試這些參數,其目的在于使它們的器件看起來具有更快的開關速度。更能說明器件實際開關速度的是器件的柵極電荷參數和內部柵極電阻,Rg,這兩個參數幾乎不受這些技術指針差距 (specmanship) “游戲”的影響。
 
看懂MOSFET數據表,第5部分——開關參數
圖2:定義MOSFET數據表開關時間的波形。
 
 
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