"MOSFET" मेटल ऑक्साइड सेमीकोडक्टर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर का संक्षिप्त रूप है। यह तीन सामग्रियों से बना एक उपकरण है: धातु, ऑक्साइड (SiO2 या SiN) और अर्धचालक। MOSFET सेमीकंडक्टर क्षेत्र में सबसे बुनियादी उपकरणों में से एक है। चाहे वह आईसी डिज़ाइन में हो या बोर्ड-स्तरीय सर्किट अनुप्रयोगों में, यह बहुत व्यापक है। MOSFET के मुख्य मापदंडों में ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th) आदि शामिल हैं। क्या आप इन्हें जानते हैं? OLUKEY कंपनी, एक विंसोक ताइवानी मध्य-से-उच्च-अंत मध्यम और निम्न-वोल्टेज के रूप मेंMOSFETएजेंट सेवा प्रदाता, के पास आपको MOSFET के विभिन्न मापदंडों के बारे में विस्तार से समझाने के लिए लगभग 20 वर्षों के अनुभव वाली एक कोर टीम है!
MOSFET मापदंडों के अर्थ का विवरण
1. चरम पैरामीटर:
आईडी: अधिकतम ड्रेन-सोर्स करंट। यह नाली और स्रोत के बीच पारित होने वाली अधिकतम धारा को संदर्भित करता है जब क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर सामान्य रूप से काम कर रहा होता है। फ़ील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर का ऑपरेटिंग करंट आईडी से अधिक नहीं होना चाहिए। जंक्शन तापमान बढ़ने पर यह पैरामीटर घट जाता है।
आईडीएम: अधिकतम स्पंदित नाली-स्रोत धारा। जंक्शन तापमान बढ़ने पर यह पैरामीटर कम हो जाएगा, जो प्रभाव प्रतिरोध को दर्शाता है और पल्स समय से भी संबंधित है। यदि यह पैरामीटर बहुत छोटा है, तो ओसीपी परीक्षण के दौरान सिस्टम को करंट से टूटने का खतरा हो सकता है।
पीडी: अधिकतम बिजली नष्ट हो गई। यह क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर के प्रदर्शन को खराब किए बिना अनुमत अधिकतम नाली-स्रोत बिजली अपव्यय को संदर्भित करता है। उपयोग किए जाने पर, FET की वास्तविक बिजली खपत PDSM से कम होनी चाहिए और एक निश्चित मार्जिन छोड़ना चाहिए। जंक्शन तापमान बढ़ने पर यह पैरामीटर आम तौर पर घट जाता है
वीडीएसएस: अधिकतम नाली-स्रोत वोल्टेज का सामना करता है। ड्रेन-सोर्स वोल्टेज जब बहने वाली ड्रेन धारा एक विशिष्ट तापमान और गेट-सोर्स शॉर्ट सर्किट के तहत एक विशिष्ट मूल्य (तेजी से बढ़ती) तक पहुंच जाती है। इस मामले में ड्रेन-सोर्स वोल्टेज को हिमस्खलन ब्रेकडाउन वोल्टेज भी कहा जाता है। VDSS में सकारात्मक तापमान गुणांक होता है। -50°C पर, VDSS 25°C पर लगभग 90% होता है। सामान्य उत्पादन में आमतौर पर छोड़े गए भत्ते के कारण, MOSFET का हिमस्खलन ब्रेकडाउन वोल्टेज हमेशा नाममात्र रेटेड वोल्टेज से अधिक होता है।
OLUKEYवार्म टिप्स: उत्पाद की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, सबसे खराब कामकाजी परिस्थितियों में, यह अनुशंसा की जाती है कि कार्यशील वोल्टेज रेटेड मूल्य के 80 ~ 90% से अधिक नहीं होना चाहिए।
वीजीएसएस: अधिकतम गेट-स्रोत वोल्टेज का सामना करता है। यह वीजीएस मान को संदर्भित करता है जब गेट और स्रोत के बीच रिवर्स करंट तेजी से बढ़ने लगता है। इस वोल्टेज मान से अधिक होने पर गेट ऑक्साइड परत का ढांकता हुआ टूटना होगा, जो एक विनाशकारी और अपरिवर्तनीय टूटना है।
टीजे: अधिकतम ऑपरेटिंग जंक्शन तापमान। यह आमतौर पर 150℃ या 175℃ होता है। डिवाइस डिज़ाइन की कार्यशील परिस्थितियों में, इस तापमान से अधिक होने से बचना और एक निश्चित मार्जिन छोड़ना आवश्यक है।
टीएसटीजी: भंडारण तापमान रेंज
ये दो पैरामीटर, टीजे और टीएसटीजी, डिवाइस के कामकाजी और भंडारण वातावरण द्वारा अनुमत जंक्शन तापमान सीमा को कैलिब्रेट करते हैं। यह तापमान सीमा डिवाइस की न्यूनतम परिचालन जीवन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए निर्धारित है। यदि डिवाइस को इस तापमान सीमा के भीतर संचालित करना सुनिश्चित किया जाता है, तो इसका कामकाजी जीवन काफी बढ़ जाएगा।
2. स्थैतिक पैरामीटर
MOSFET परीक्षण की स्थिति आम तौर पर 2.5V, 4.5V और 10V होती है।
वी(बीआर)डीएसएस: ड्रेन-सोर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज। यह अधिकतम ड्रेन-सोर्स वोल्टेज को संदर्भित करता है जिसे गेट-सोर्स वोल्टेज वीजीएस 0 होने पर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर झेल सकता है। यह एक सीमित पैरामीटर है, और फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर पर लागू ऑपरेटिंग वोल्टेज वी (बीआर) से कम होना चाहिए। डीएसएस. इसमें सकारात्मक तापमान विशेषताएँ हैं। इसलिए, कम तापमान की स्थिति में इस पैरामीटर के मूल्य को सुरक्षा विचार के रूप में लिया जाना चाहिए।
△V(BR)DSS/△Tj: ड्रेन-सोर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज का तापमान गुणांक, आम तौर पर 0.1V/℃
आरडीएस (ऑन): वीजीएस (आमतौर पर 10 वी), जंक्शन तापमान और ड्रेन करंट की कुछ शर्तों के तहत, एमओएसएफईटी चालू होने पर ड्रेन और स्रोत के बीच अधिकतम प्रतिरोध। यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो MOSFET चालू होने पर खपत की गई बिजली को निर्धारित करता है। जंक्शन का तापमान बढ़ने पर यह पैरामीटर आम तौर पर बढ़ जाता है। इसलिए, उच्चतम ऑपरेटिंग जंक्शन तापमान पर इस पैरामीटर के मूल्य का उपयोग नुकसान और वोल्टेज ड्रॉप की गणना के लिए किया जाना चाहिए।
वीजीएस(वें): टर्न-ऑन वोल्टेज (थ्रेसहोल्ड वोल्टेज)। जब बाहरी गेट नियंत्रण वोल्टेज वीजीएस वीजीएस (वें) से अधिक हो जाता है, तो नाली और स्रोत क्षेत्रों की सतह व्युत्क्रम परतें एक जुड़े हुए चैनल का निर्माण करती हैं। अनुप्रयोगों में, जब ड्रेन शॉर्ट-सर्किट स्थिति के तहत आईडी 1 एमए के बराबर होती है तो गेट वोल्टेज को अक्सर टर्न-ऑन वोल्टेज कहा जाता है। जंक्शन तापमान बढ़ने पर यह पैरामीटर आम तौर पर घट जाता है
आईडीएसएस: संतृप्त ड्रेन-सोर्स करंट, ड्रेन-सोर्स करंट जब गेट वोल्टेज वीजीएस=0 और वीडीएस एक निश्चित मान होता है। आम तौर पर माइक्रोएम्प स्तर पर
आईजीएसएस: गेट-सोर्स ड्राइव करंट या रिवर्स करंट। चूंकि MOSFET इनपुट प्रतिबाधा बहुत बड़ी है, IGSS आम तौर पर नैनोएम्प स्तर में होता है।
3. गतिशील पैरामीटर
जीएफएस: ट्रांसकंडक्टेंस। यह गेट-सोर्स वोल्टेज में परिवर्तन के लिए ड्रेन आउटपुट करंट में परिवर्तन के अनुपात को संदर्भित करता है। यह ड्रेन करंट को नियंत्रित करने के लिए गेट-सोर्स वोल्टेज की क्षमता का माप है। कृपया जीएफएस और वीजीएस के बीच स्थानांतरण संबंध के लिए चार्ट देखें।
क्यूजी: कुल गेट चार्जिंग क्षमता। MOSFET एक वोल्टेज-प्रकार का ड्राइविंग उपकरण है। ड्राइविंग प्रक्रिया गेट वोल्टेज की स्थापना प्रक्रिया है। यह गेट स्रोत और गेट ड्रेन के बीच कैपेसिटेंस को चार्ज करके प्राप्त किया जाता है। इस पहलू पर नीचे विस्तार से चर्चा की जाएगी।
क्यूजीएस: गेट स्रोत चार्जिंग क्षमता
क्यूजीडी: गेट-टू-ड्रेन चार्ज (मिलर प्रभाव को ध्यान में रखते हुए)। MOSFET एक वोल्टेज-प्रकार का ड्राइविंग उपकरण है। ड्राइविंग प्रक्रिया गेट वोल्टेज की स्थापना प्रक्रिया है। यह गेट स्रोत और गेट ड्रेन के बीच कैपेसिटेंस को चार्ज करके प्राप्त किया जाता है।
टीडी(पर): संचालन विलंब समय। वह समय जब इनपुट वोल्टेज 10% तक बढ़ जाता है जब तक कि वीडीएस अपने आयाम के 90% तक गिर न जाए
टीआर: वृद्धि का समय, आउटपुट वोल्टेज वीडीएस के आयाम के 90% से 10% तक गिरने का समय
टीडी(बंद): टर्न-ऑफ विलंब समय, वह समय जब इनपुट वोल्टेज 90% तक गिर जाता है से लेकर जब वीडीएस अपने टर्न-ऑफ वोल्टेज के 10% तक बढ़ जाता है
टीएफ: गिरने का समय, आउटपुट वोल्टेज वीडीएस के आयाम के 10% से 90% तक बढ़ने का समय
Ciss: इनपुट कैपेसिटेंस, ड्रेन और स्रोत को शॉर्ट-सर्किट करें, और एसी सिग्नल के साथ गेट और स्रोत के बीच कैपेसिटेंस को मापें। सीआईएस = सीजीडी + सीजीएस (सीडीएस शॉर्ट सर्किट)। इसका डिवाइस के टर्न-ऑन और टर्न-ऑफ विलंब पर सीधा प्रभाव पड़ता है।
कॉस: आउटपुट कैपेसिटेंस, गेट और स्रोत को शॉर्ट-सर्किट करें, और एसी सिग्नल के साथ नाली और स्रोत के बीच कैपेसिटेंस को मापें। कॉस = सीडीएस +सीजीडी
सीआरएसएस: रिवर्स ट्रांसमिशन कैपेसिटेंस। जमीन से जुड़े स्रोत के साथ, नाली और गेट के बीच मापी गई धारिता Crss=CGD। स्विच के लिए महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक वृद्धि और गिरावट का समय है। सीआरएसएस = सीजीडी
अधिकांश निर्माताओं द्वारा MOSFET के इंटरइलेक्ट्रोड कैपेसिटेंस और MOSFET प्रेरित कैपेसिटेंस को इनपुट कैपेसिटेंस, आउटपुट कैपेसिटेंस और फीडबैक कैपेसिटेंस में विभाजित किया गया है। उद्धृत मान एक निश्चित ड्रेन-टू-सोर्स वोल्टेज के लिए हैं। जैसे ही ड्रेन-सोर्स वोल्टेज बदलता है, ये कैपेसिटेंस बदल जाते हैं और कैपेसिटेंस के मूल्य का सीमित प्रभाव पड़ता है। इनपुट कैपेसिटेंस मान केवल ड्राइवर सर्किट के लिए आवश्यक चार्जिंग का अनुमानित संकेत देता है, जबकि गेट चार्जिंग जानकारी अधिक उपयोगी है। यह इंगित करता है कि गेट को एक विशिष्ट गेट-टू-सोर्स वोल्टेज तक पहुंचने के लिए कितनी ऊर्जा चार्ज करनी होगी।
4. हिमस्खलन विखंडन विशेषता पैरामीटर
हिमस्खलन ब्रेकडाउन विशेषता पैरामीटर MOSFET की ऑफ स्टेट में ओवरवॉल्टेज का सामना करने की क्षमता का एक संकेतक है। यदि वोल्टेज ड्रेन-सोर्स सीमा वोल्टेज से अधिक है, तो डिवाइस हिमस्खलन की स्थिति में होगा।
ईएएस: एकल पल्स हिमस्खलन ब्रेकडाउन ऊर्जा। यह एक सीमा पैरामीटर है, जो अधिकतम हिमस्खलन टूटने वाली ऊर्जा को दर्शाता है जिसे MOSFET झेल सकता है।
आईएआर: हिमस्खलन धारा
ईएआर: बार-बार हिमस्खलन टूटने वाली ऊर्जा
5. विवो डायोड पैरामीटर में
आईएस: सतत अधिकतम फ़्रीव्हीलिंग करंट (स्रोत से)
आईएसएम: पल्स अधिकतम फ़्रीव्हीलिंग करंट (स्रोत से)
वीएसडी: फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप
ट्र्र: रिवर्स रिकवरी टाइम
Qrr: रिवर्स चार्ज रिकवरी
टन: आगे चालन समय. (मूलतः नगण्य)
MOSFET टर्न-ऑन समय और टर्न-ऑफ समय परिभाषा
आवेदन प्रक्रिया के दौरान, निम्नलिखित विशेषताओं पर अक्सर विचार करने की आवश्यकता होती है:
1. वी (बीआर) डीएसएस की सकारात्मक तापमान गुणांक विशेषताएँ। यह विशेषता, जो द्विध्रुवी उपकरणों से भिन्न है, सामान्य ऑपरेटिंग तापमान बढ़ने पर उन्हें अधिक विश्वसनीय बनाती है। लेकिन आपको कम तापमान वाली ठंड की शुरुआत के दौरान इसकी विश्वसनीयता पर भी ध्यान देने की आवश्यकता है।
2. V(GS)th की नकारात्मक तापमान गुणांक विशेषताएँ। जंक्शन का तापमान बढ़ने पर गेट थ्रेशोल्ड क्षमता कुछ हद तक कम हो जाएगी। कुछ विकिरण इस सीमा क्षमता को भी कम कर देंगे, संभवतः 0 क्षमता से भी नीचे। इस सुविधा के लिए इंजीनियरों को इन स्थितियों में MOSFETs के हस्तक्षेप और गलत ट्रिगरिंग पर ध्यान देने की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से कम सीमा क्षमता वाले MOSFET अनुप्रयोगों के लिए। इस विशेषता के कारण, हस्तक्षेप और गलत ट्रिगरिंग से बचने के लिए कभी-कभी गेट ड्राइवर की ऑफ-वोल्टेज क्षमता को नकारात्मक मान (एन-प्रकार, पी-प्रकार और इसी तरह का संदर्भ) पर डिजाइन करना आवश्यक होता है।
3.VDSon/RDSo की सकारात्मक तापमान गुणांक विशेषताएँ। जंक्शन तापमान बढ़ने पर VDSon/RDSon की विशेषता थोड़ी बढ़ जाती है, जिससे समानांतर में सीधे MOSFETs का उपयोग करना संभव हो जाता है। इस संबंध में द्विध्रुवी उपकरण बिल्कुल विपरीत हैं, इसलिए समानांतर में उनका उपयोग काफी जटिल हो जाता है। आईडी बढ़ने पर आरडीएसन भी थोड़ा बढ़ जाएगा। यह विशेषता और जंक्शन और सतह आरडीएसन की सकारात्मक तापमान विशेषताएँ MOSFET को द्विध्रुवी उपकरणों जैसे द्वितीयक टूटने से बचने में सक्षम बनाती हैं। हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस सुविधा का प्रभाव काफी सीमित है। जब समानांतर, पुश-पुल या अन्य अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, तो आप इस सुविधा के स्व-नियमन पर पूरी तरह भरोसा नहीं कर सकते। कुछ मूलभूत उपायों की अभी भी जरूरत है. यह विशेषता यह भी बताती है कि उच्च तापमान पर चालन हानि बड़ी हो जाती है। इसलिए, घाटे की गणना करते समय मापदंडों के चयन पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।
4. जंक्शन तापमान बढ़ने पर आईडी की नकारात्मक तापमान गुणांक विशेषताएं, एमओएसएफईटी मापदंडों की समझ और इसकी मुख्य विशेषताओं आईडी में काफी कमी आएगी। यह विशेषता डिज़ाइन के दौरान उच्च तापमान पर इसके आईडी मापदंडों पर विचार करना अक्सर आवश्यक बनाती है।
5. हिमस्खलन क्षमता IER/EAS की नकारात्मक तापमान गुणांक विशेषताएँ। जंक्शन तापमान बढ़ने के बाद, हालांकि MOSFET में बड़ा V(BR)DSS होगा, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि EAS काफी कम हो जाएगा। कहने का तात्पर्य यह है कि उच्च तापमान की स्थिति में हिमस्खलन झेलने की इसकी क्षमता सामान्य तापमान की तुलना में बहुत कमजोर है।
6. MOSFET में परजीवी डायोड की चालन क्षमता और रिवर्स रिकवरी प्रदर्शन सामान्य डायोड से बेहतर नहीं है। डिज़ाइन में लूप में मुख्य धारा वाहक के रूप में इसका उपयोग किए जाने की उम्मीद नहीं है। शरीर में परजीवी डायोड को अमान्य करने के लिए ब्लॉकिंग डायोड को अक्सर श्रृंखला में जोड़ा जाता है, और सर्किट विद्युत वाहक बनाने के लिए अतिरिक्त समानांतर डायोड का उपयोग किया जाता है। हालाँकि, इसे अल्पकालिक संचालन या कुछ छोटी वर्तमान आवश्यकताओं जैसे तुल्यकालिक सुधार के मामले में एक वाहक के रूप में माना जा सकता है।
7. ड्रेन क्षमता में तेजी से वृद्धि से गेट ड्राइव की नकली-ट्रिगरिंग हो सकती है, इसलिए बड़े dVDS/dt अनुप्रयोगों (उच्च-आवृत्ति तेज़ स्विचिंग सर्किट) में इस संभावना पर विचार करने की आवश्यकता है।
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