不会看器件手册的工程师不是个好厨子

写在前面

我一直认为,对于电子工程师来讲,最好的学习资料就是芯片或者电子器件的数据手册,可能一开始读起来会很吃力,但只要你能坚持住,并且本着一种不懂就问,不会就查的态度,相信我,不需要多久你就能看到自己的进步。
所以今天我就带大家解读一种非常常见,但又似懂非懂的器件——MOSFET,也就是我们常说的MOS管的器件手册。

解读对象

英飞凌的一款NMOS:lRLML6346TRPbF。
数据手册可以在下面这个链接下载:https://www.semiee.com/file/Infineon/Infineon-IRLML6346.pdf
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但有一点需要提前给大家说明,不同的生产厂商,针对同一器件的手册是不一样的,特别是一些不重要的参数,有的甚至都不会去提供,大家一定要注意观察。

关键参数与外形

打开芯片手册之后,首先映入你的眼帘的就是MOS的几个关键参数和封装外形图。
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这里的几个参数都需要你的重点关注:VDS漏源电压、VGS栅源电压的最大值、RDS导通内阻的最大值(在不同的电压条件下)。这几个参数后边还会提到,稍后再说。
右边是该器件的内部原理图以及封装型号SOT-23

关键参数最大值

再往下你就会看到六个主要参数的最大值,意思就是说器件可以在这个值运行,但绝不能超过这个值,否则器件将会被损坏。
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VDS漏源电压30V,这就代表你加在漏极与栅极之间电压的最大值不能超过30V;
ID漏极电流值,分别给出了两个背板温度下的漏极电流值,也就是漏极的通流能力,能流过的最大电流,而且漏极的最大通流能力,是随着温度的升高而降低的;
IDM脉冲峰值,对于功率MOS来讲一般都有着很强的峰值通流能力,连接管脚和内部芯片之间的接线决定了这个数值的大小;
PD最大耗散功率,给出了两个温度下的耗散功率,衬底的温度越高,耗散功率越低;
下面这个线性降额因子,表示每升高一度,耗散功率下降0.01W;
VGS栅源之间的电压值,不能超过12V;
TJ与T****STG器件所能承受的壳温和存储温度,超过这个温度就会使MOS管的可靠性降低。
这几个关键参数的极值是器件随能承受的极限,绝对不能超过这些值,平时在选型设计的时候要保留相关的余量。

热阻参数

再往下你会看到这样一个表格,只有两行,但却十分的重要。
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这是器件外壳到环境的热阻参数。
当然前提是不安装散热器,器件在流通空气中运行时,壳温是如何升高的。
100的意思就是说,在流通空气中,功率的耗散为1W,将会产生使壳温高于外界空气的环境温度100摄氏度。
热度参数当然要配合图片食用~
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图9是壳温与漏极的电流的关系图,随着壳温的升高,漏极的通流能力下降。

电气特性

再往下,就是电气特性了。
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这个表里面参数很多,我们选几个比较重要的参数了解一下。
VDSS漏源之间的耐压值;
RDS(ON)器件的导通内阻;
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这三个图呢,分别是导通内阻在不同条件下的变化:

  • 左一说明导通内阻是正温度系数的,随着温度的升高,导通内阻越大;
  • 中间是在2.5V与4.5V驱动电压下,导通内阻随漏极电流的变化,很显然驱动电压高的,导通内阻比较小;
  • 右一表示在不同的壳温下,增大驱动电压,导通内阻的变化,壳温越低导通内阻越小。

VGS(th)栅极门槛电压,0.8V就是说栅极只有达到0.8V,漏源才会开始有电流流过;
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这两张图呢是MOSFET的栅极特性在不同条件下的变化曲线,左一是在不同VDS的条件下,Vgs和Qg对应的关系。
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Qg,Qgs,Qgd,我们最关注的是Qg这个参数,他是栅极总的电荷,与驱动损耗的关系比较大;
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t那几个参数是开关上升与下降的时间,但这个值是在特定的条件下测得的,当外界环境改变时,这些参数也会变化;
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C是寄生电容这几个参数,我们最长关注的是Coss输出电容,特别是在LLC谐振电源中,这个参数非常的重要。

体二极管

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Is电流是体二极管可以连续导通的电流,最大值1.3A;
Ism是流过提二极管的脉冲电流,最大是17A;
Vsd体二极管的正向压降,最大1.2V;
trr与Qrr分别是反向恢复时间和反向恢复电荷;
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左一是流过Isd电流越大,Vsd也就越大。
右一是体二极管反向恢复的示意图。
到这里一些常见的性能参数就解读完毕了

写在最后

这篇文章只是简单的让大家知道MOSFET有哪些特性参数,以及对这些参数有一个简单认识,具体的更深层次的并没有讲明。
器件手册与芯片的数据手册还有点不同,并没有涉及电路设计的部分,下次给大家分析一个降压芯片的手册,重点放在外围电路的搭建。

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