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2017年7月6日的Si功率元件

所谓MOSFET-寄生电容及其温度特性

硅电晶体

继前次硅电晶体的分类和特徴,基本特性之后,接着我想追加说明目前被广泛用来作为功率切换的的Si-MOSFET的特性。

MOSFET的寄生電容

MOSFET在构造上存在有下图般寄生的静电容量。下图虽然以N沟道MOSFET为例,不过就算是P沟道,其思考方式亦同。这里的话题,也就是处理大电力的功率MOSFET必须取得使用频率或切换速度来作为想要限制的参数。

MOSFET的閘極﹙门﹚,汲極﹙流失﹚,源極﹙源﹚以閘極氧化膜絕緣,而且汲極——源極間透過基板(身体/衬底)形成PN接面,使寄生(身体)二極體存在。

下图的闸极 - 源极间电容Cgs的及闸极 - 汲极间电容的Cgd取决于闸极氧化膜的静电容量,而汲极 - 源极间电容CDS则为寄生二极体的接面电容。

si_2-2_capf

表中的西塞,科斯,CRSS三项参数与这些寄生电容(寄生电容)有关,一般常见于MOSFET数据表中,且在静态特性和动态特性分开记载的数据表中被分类为动态特性,是影响切换特性的重要参数。

西塞是输入功率电容,是闸极 - 源极间电容Cgs的和闸极 - 汲极间电容Cgd的合计的电容,而且是从输入功率方来看的MOSFET全体电容由于使MOSFET动作必须驱动(充电充电)此电容,因此西塞是讨论输入功率元件驱动能力或损失时的参数。而驱动(电荷充电)西塞所需要的电荷量则是的Qg。

科斯是输出功率电容,是汲极 - 源极间电容CDS和闸极 - 汲极间电容Cgs的合计的电容,而且是输出功率侧的全体电容当科斯大时,即使闸极为OFF,起因于科斯的电流也会流向输出功率,而在输出功率完全关闭之前需要一段时间。

CRSS是闸极 - 汲极间电容Cgd的,被称为反馈电容(反馈电容)或反向转移电容(反向传输电容)当CRSS大时,即使闸极为ON,汲极电流的增层(建设 -向上)也慢,OFF时增层(增层)将变慢。总之,是对切换速度有极大影响的参数。而驱动(电荷充电)的CRS所必要的电荷量就是的Qgd。

此外,这些电容对汲极 - 源极间电压VDS具有依附性如图形所示,当VDS加大时,电容値有变小的倾向。

MOSFET寄生电容的温度特性

西塞,科斯,CRSS对温度几乎不会产生变化,因此切换特性可以说几乎不受温度变化的影响。以下为实测例。

si_2-2_cap-temp

此次说明了MOSFET动态特性之一的寄生电容,接下来预定谈论切换相关话题。

重点:

·MOSFET有寄生电容存在,寄生电容是影响切换特性的重要参数。

·寄生电容对温度几乎不会产生变化,因此切换特性几乎不受温度变化的影响。

彻底活用的Si(矽)功率元件特性的应用范例