开通时间c分为延时时间t和上升时间:,两部分,ton与功率MOSFET的开启电压UGs(th)和输入电容Cis有关,并受信号源的上升时间和内阻的影响。关断时间to可分为储存时间:、和下降时间t两部分,to 则由功率MOSFET漏源间电容CDs和负载电阻决定。通常功率MOSFET的开关时间为10~100ns,而双极型器件的开关时间则以微秒计,甚至达到几十微秒。
2.3.3 主要参数
流在负田
(1)通态电阻Ron
通态电阻Ro是与输出特性密切相关的参数,是指在确定的栅源电压Ucs下,功率MOSFET由可调电阻区进入饱和区时的集射极间的直流电阻。它是影响输出功率的重要参数。在开关电路中它决定了输出电压幅度和自身损耗大小。
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在相同的条件下,耐压等级愈高的器件,其通态电阻愈大,且器件的通态压降愈大。这也是功率MOSFET电压难以提高的原因之一。
由于功率MOSFET的通态电阻具有正电阻温度系数,当电流增大时,附加发热使Ran
增大,对电流的增加有抑制作用。
(2)开启电压Ucs(th)
开启电压UcS(t为转移特性曲线与横坐标交点处的电压值,又称阈值电压。在实际应用中,通常将漏栅短接条件下ID等于1mA时的栅极电压定义为开启电压Ucs(tb,它随结温升高而下降,具有负的温度系数。
(3)跨导gm
跨导定义为g-△Ip/AUcs,即为转移特性的斜率,单位为西门子(S).8表示功率MOSFET的放大能力,故跨导gm的作用与GTR 中电流增益相似。
(4)漏源击穿电压BUps
漏源击穿电压BUDs决定了功率MOSFET的工作电压,它是为了避免器件进入雪崩区而设的极限参数。BUps主要取决于漏区外延层的电阻率、厚度及其均匀性。由于电阻
A-UPS电源??蓄电池:
UPS电源技术及应用
率随温度不同而变化,因此当结温升高,BUps随之增大,耐压提高。这与双极型器件长GTR和晶闸管等随结温升高耐压降低的特性恰好相反。
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(5)栅源击穿电压BUes
栅源击穿电压BUcs是为了防止绝缘栅层因栅漏电压过高而发生介电击穿而设定的数。一般栅源电压的极限值为士20V。
(6)功耗PpM
依次做下述测量,1将万用表置然后将红表笔接漏
PDM=(T3M-Tc)/RrC
功率MOSFET功耗为
式中,TM为额定结温(TjM=150℃);Tc为管壳温度;RTjc为结到壳间的稳态热阻由上式可见,器件的耗散功率与管壳温度有关。在TjM和 RTjC为定值的条件下PDM将随Tc的增高而下降,因此,器件在使用中散热条件是十分重要的。
(7)漏极连续电流Ip和漏极峰值电流I DM
漏极连续电流ID和漏极峰值电流I pM表征功率MOSFET的电流容量,它们主要受线温的限制,功率MOSFET允许的漏极连续电流Ip是
ID=√PDM/Ron=√(TM一Tc)/RonRTiC
实际上功率MOSFET的漏极连续电流Ip通常没有直接的用处,仅是作为一个基准这是因为许多实际应用的MOSFET是工作在开关状态中,因此在非直流或脉冲工作情况,其漏极电流由额定峰值电流I DM定义。只要不超过额定结温,峰值电流I DM可以超过续电流。在25℃时,大多数功率MOSFET的IDM大约是连续电流额定值的2~4倍。
此外值得注意的是:随着结温T升高,实际允许的ID和I DM均会下降。如型号为
IRF330的功率MOSFET,当Tc=25℃时,Ip为5.***,当Tc=100℃时,ID为3.3A 所以在选择器件时必须根据实际工作情况考虑裕量,防止器件在温度升高时,漏极电流降低而损坏。
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(1)判别管脚
1判别栅极G。将万用表置于RX1k挡,分别测量3个管脚间的电阻,如果测得某管脚与其余两管脚间的电阻值均为无穷大,且对换表笔测量时阻值仍为无穷大,则证明此脚是栅极G。因为从结构上看,栅极G与其余两脚是绝缘的。但要注意,此种测量法仅对管内无保护二极管的VMOS管适用。
判定源极S和漏极D。由VMOS管结构可知,在源-漏极之间有一个PN结,因此根据PN结正、反向电阻存在差异的特点,可准确识别源极S和漏极D。将万用表置于RX1k 挡,先用一表笔将被测VMOS管3个电极短接一下,然后用交换表笔的方法测两次电阻,如果管子是好的,必然会测得阻值为一大一小。其中阻值较大的一次测量中,黑表笔所接的为漏极D,红表笔所接的为源极S,而阻值较小的一次测量中,红表笔所接的为漏极D,黑表笔所接的为源极S,这种规律还证明,被测管为N沟道管。如果被测管子为P沟道管,则所测阻值的大小规律正好相反。
图2-38
上述测表笔的位置2.3.5驱
(2)好坏的判别
用万用表R×1k挡去测量场效应管任意两引脚之间的正、反向电阳值。如果出现两次
及两次以上电阻值较小(几乎为0),则该场效应管损坏;如果仅出现一次电阳值较小( 般为数百欧),其余各次测量电阻值均为无穷大,还需作进一步判断。以 N沟道管为例,司
1T IG(on)和吸开集电极动器驱动.