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看懂MOSFET数据表,第5部分——开关参数

发布时间:2020-04-07 责任编辑:wenwei

【导读】最后,我们来到了这个试图破解功率MOSFET数据表的“看懂MOSFET数据表”博客系列的收尾部分。在这个博客中,我们将花时间看一看MOSFET数据表中出现的某些其它混合开关参数,并且检查它们对于总体器件性能的相关性(或者与器件性能没什么关系)。
 
另一方面,诸如FET固有体二极管的输出电荷 (QOSS) 和反向恢复电荷(Qrr) 等开关参数是造成很多高频电源应用中大部分FET开关损耗的关键因素。不好意思,我说的这些听起来有点儿前言不搭后语,不过设计人员在根据这些参数比较不同的FET时要小心,这是因为测试条件决定一切,事情往往是如此!
 
图1显示的是,在TI CSD18531Q5A 60V MOSFET的两个不同di/dt速率上测得的输出电荷和反向恢复电荷,这代表了一个事物的两个方面。在左侧,Qrr在360A/µs时测得的值为85nC,在右边,2000A/µs时测得的值为146nC。虽然没有测量部件的di/dt行业标准,但我们已经发现,为了得到极地的Qrr,我们的竞争对手将测量时的di/dt速率调低至100 A/us。
 
看懂MOSFET数据表,第5部分——开关参数
图1:360A/µs(左侧)和2000A/µs(右侧)时,在CSD18531Q5A上测得的Qrr和QOSS值。
 
Qrr 甚至可以对测试执行性的二极管正向电流 (If) 具有更强的依赖关系。而进一步使事情复杂化的原因在于,某些厂商未将QOSS 作为一个单独参数包含在内,而是只将这个参数吸收到Qrr 的技术规格当中。除了数据表中列出的测试条件,事实上,其它诸如电路板寄生电感和主观测量方法等考虑也使得比较单独厂商数据表中的这些参数变得不太可能。这并不是说这些参数对于设计不重要,而是为了说明,要获得可靠的比较数据,唯一有效的解决方案就是使用通常的方法和电路板对这些数据进行独立采集。
 
我在这个系列中将要提到的最后一个参数就是开关时间。这4个参数通常由下方图2中的波形定义,并且会出现在每个厂商的数据表中。它们是如此地依赖于电路板和测试条件,以至于FET行业的一位元老级人物(也是个人导师)经常把这些参数引用为“FET数据表中最没用的参数”。本来是为了指示出开关速度,而实际上,由于这些参数是FET特性值,所以它们至多只反映出驱动器强度和漏电流。TI在器件的额定电流上进行测试时将这些参数包含在内,而其它厂商只在1A ID 上测试这些参数,其目的在于使它们的器件看起来具有更快的开关速度。更能说明器件实际开关速度的是器件的栅极电荷参数和内部栅极电阻,Rg,这两个参数几乎不受这些技术指针差距 (specmanship) “游戏”的影响。
 
看懂MOSFET数据表,第5部分——开关参数
图2:定义MOSFET数据表开关时间的波形。
 
 
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