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低壓MOS管即低壓金屬氧化物半導體場效應晶體管,在現代電子設備中扮演著重要的角色。其電氣性能是決定其應用范圍和效率的關鍵因素。為了了解低壓MOS管的電氣性能,需要探討其包含的各項參數。
一、極限參數
極限參數定義了MOS管在正常工作和安全使用條件下的邊界值,超過這些參數可能導致器件損壞或性能下降。
1、最大漏源電壓(Vds(max))
這是MOS管能夠承受的最大漏極與源極之間的電壓。超過此電壓,可能導致器件擊穿。低壓MOS管的Vds(max)通常較低,以適應低壓電路的需求。
2、最大柵源電壓(Vgs(max))
MOS管柵極與源極之間可承受的最大電壓超過此電壓,柵極可能擊穿。對于低壓MOS管,Vgs(max)通常限制在+20V以內。
3、最大漏極電流(ld(max))
MOS管在正常工作時,漏極允許通過的最大電流。超過此電流,可能導致器件過熱或性能下降。低壓MOS管的Id(max)根據具體應用有所不同,但通常較低。
4、最大脈沖漏源電流(ldm)
反映MOS管的抗沖擊能力,與脈沖時間有關此參數在脈沖工作條件下尤為重要,因為它決定了器件在短時間內的電流承載能力。
5、最大耗散功率(Pd)
MOS管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率實際使用中,MOS管的功耗應小于Pd,并留有一定余量以確保長期可靠性。隨著結溫度的升高,Pd通常會減小。
二、靜態參數
靜態參數描述了MOS管在穩定工作狀態下的電氣特性:
1、閾值電壓(Vgs(th))
MOS管開始導通所需的柵極-源極電壓,這是決定MOS管開啟特性的關鍵參數。Vgs(th)具有負的溫度系數,即隨著結溫的升高,Vgs(th)會降低,這一特性需要工程師在設計電路時注意避免干擾誤觸發。
2、導通電阻(Rds(on))
MOS管在導通狀態下,漏極與源極之間的等效電阻。Rds(on)越低,MOS管的導通損耗越小,效率越高。在低壓電路中,這一點尤為重要,因為低電壓下任何額外的電阻都會導致顯著的功率損失。隨著技術的進步,現代低壓MOS管的Rds(on)值已達到低水平,使得它們在電池供電設備、便攜式電子產品等高能效應用中大放異彩。
3、漏極-源極擊穿電壓(BVdss)
即便在非導通狀態下,MOS管也有一個極限電壓值,超過此值將導致漏極與源極間發生擊穿,造成器件損壞。BVdss是衡量MOS管承受反向電壓能力的重要指標,對于低壓MOS管而言,雖然其BVdss相對較低,但仍需確保在實際應用中不會超過此值,以確保電路的穩定性和安全性。
4、跨導(gm)
跨導是衡量MOS管柵極電壓變化對漏極電流控制能力的一個參數,它反映了MOS管的放大能力。在模擬電路設計中,高跨導意味著更好的信號放大效果和更快的響應速度,對于設計高性能模擬開關、放大器等電路至關重要。
低壓MOS管的電氣性能通過極限參數和靜態參數的精細調控,實現了在低壓、低功耗環境下的高效運行。深入理解這些參數,對于電子工程師在設計高性能、高可靠性的電子設備時至關重要。