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MOSFET通阻比较的意义

2021年5月12日
比较类似设备的数据表规格是一种挫折。但如果无法进行同类比较,在选择设备时如何做出明智而实用的决定呢?

你将学习:

  • 导通电阻对mosfet的影响。
  • 温度系数在比较不同MOSFET的导通电阻的作用。
  • 什么类型的FET具有最低的传导损耗?


没有什么比比较类似设备的数据表规格更能增加你的挫败感了。如果你能在对等基础上进行比较,那就容易多了,但现实是,这很难实现。

接通电阻(rDS(上))的硅MOSFET器件,例如。这个特性是选择用于电源转换应用的电源开关设备的一个基本方面。开关和转换损耗直接影响整体运行效率,是许多小因素的总和。RDS(上)MOSFET的特性将对这些损耗产生重大影响。

例如,硅MOSFET和碳化硅(SiC) MOSFET之间的精确比较需要严格注意数据表参数。被检查的部件需要使用相同的封装格式,具有相同的额定电压与推荐的栅极驱动水平,在相同的结温下工作,具有相同的漏极电流。

过程技术和抗性

几种竞争工艺技术存在的应用需要数百伏特,与Si mosfet, SiC mosfet和SiC fet是主要的候选人。设备数据表都引用RDS(上)在给定的额定电压、栅极驱动电压和结温下的特性。

采用v的导通电阻值,带有vGS.12 V的结温(Tj)从+25到+ 175°C,具有20 a漏极电流。有了这些信息,就可以计算出R的温度系数DS(上)对于设备。温度系数基本上是rDS(上)特征斜率,表明导通电阻如何随温度的增加而且始终是正的。对于该部分,在125℃的TJ时,温度系数近似+ 70%至75%。

SiC Mosfet r的隐藏因素DS(上)Tempco.

如果您根据其r比较其他设备DS(上)temperature coefficient, it would be easy to assume, for example, a 650-V SiC MOSFET device with a +20%-25% at Tj 125°C value is a much better part because it’s a factor of three better than the SiC FET. However, this isn’t the case, with the lower coefficient highlighting more underlying issues within the SiC MOSFET.

在单载流子mosfet和jfet中,电子流通过不同的区域(图1)。该区域包括基板,JFET区域,漂移层和反转通道。


在650v SiC MOSFET中,总电阻主要由反转通道表示,且该电阻随温度降低。此外,阈值电压也随着温度的升高而降低。其他器件区域(jfet、漂移层和衬底)的电阻呈现正的温度系数,抵消了负的影响,产生了一个小的正系数值。

应该注意的是,正的温度系数是必需的,以健康的细胞运行在模具上,通过促进电流共享,而不创造热点和热失控。

在较高的温度下,SiC FET具有较低的总导通损耗

在SiC场效应晶体管中,没有反转通道层,体通道具有> - 15X更好的迁移率和正温度系数。在SiC MOSFET中,没有与该区域相关的负温度系数,相比之下,SiC FET开始时电阻值较低,但随着温度的增加速度更快。这是因为它接近理想的电阻行为的电压支持漂移区域。

图2.说明了650 v SiC MOSFET和750 v FET在宽结温度范围内的特定导通电阻(单位芯片面积)值。RDS(上)尺度已被标准化为750V FET的TJ为25°C的电阻值。


RDS(上)在Tj = 25°C时,SiC FET器件的性能是SiC MOSFET的三分之一,在150°C时仍然几乎是其两倍,并且具有50%的传导损耗相同死区。

SiC FET所表现出的健康、正导通温度系数提供了有效的电流共享,这是并联器件的基本属性,并突出了在给定芯片尺寸下较低的总体导通损耗。

在开始使用数据表规范的比较设备之前,请确保密钥标准背后的方法和机制很好地理解。通过这种方法,可以进行明智和实用的设备选择。如有必要,基于申请所需的目标高温下FET的行为的选择。

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