MOS管规格书参数解析

在这之前，首先了解下三极管和MOS管的区别：

三极管是电流控制型的器件，通过基极电流去控制集电极电流，实现电流、电压信号放大或者驱动负载工作；场效应管是电压控制器件，需要通过栅极（G）电压来控制场效应的导通，实现场效应的导通和关断。

三极管由两个PN结组成，可以排列成NPN或者PNP的结构。有基极（B）、集电极（C）和发射极（E）三个引脚。

NPN三极管：由基极（B）流进的控制电流Ib，控制由集电极（C）流进的电流Ic；　　
PNP三极管：由基极（B）流出的控制电流Ib，控制由集电极（C）流出的电流Ic；　　
三极管可以用于设计电压、电流信号放大电路，Ic=β*Ib，β为三极管的放大倍数。

三极管也可以用于设计负载驱动电路，实现开关控制，比如控制蜂鸣器、LED、直流电机、继电器等等。三极管导通后，集电极（C）和发射极（E）之间会有一定的压降（0.2V~0.7V），当负载工作电流较大时，三极管发热比较严重，所以三极管不适合驱动功率较大的负载。

场效应管也是由P型和N型半导体组成。它也有三个引脚，分别是栅极（G）、漏极（D）、源极（S）；

N沟道场效应管：漏极（D）、源极（S）都是连接在N型半导体上，而栅极（G）连接的金属通过氧化物再与P型半导体衬底连接。当Vgs》0时场效应管开始导通，电流可以从漏极（D）源极（S），也可以从源极（S）漏极（D），当然Vgs要达到一定的开启电压才可以稳定的导通。

P沟道场效应管：漏极（D）、源极（S）都是连接在P型半导体上，而栅极（G）连接的金属通过氧化物再与N型半导体衬底连接。当Vgs场效应管导通后内阻很小，一般只有几毫欧到几十毫欧，可以用于驱动功率较大的直流负载。三极管无法驱动的直流负载，都可以用场效应管来驱动。

场效应管也可以用于设计电流、电压信号放大电路。效应管是电压驱动型的器件，如果单片机的驱动电压达不到门极开启电压的要求，可以加入三极管驱动，利用三极管集电极的电压来控制效应管。

最大额定参数（所有数值取得条件(Ta=25℃)）

VDSS 最大漏-源电压
在栅源短接，漏-源额定电压(VDSS)是指漏-源未发生雪崩击穿前所能施加的最大电压。根据温度的不同，实际雪崩击穿电压可能低于额定VDSS。关于V(BR)DSS的详细描述请参见静电学特性。

VGS 最大栅源电压
VGS额定电压是栅源两极间可以施加的最大电压。设定该额定电压的主要目的是防止电压过高导致的栅氧化层损伤。实际栅氧化层可承受的电压远高于额定电压，但是会随制造工艺的不同而改变，因此保持VGS在额定电压以内可以保证应用的可靠性。

ID - 连续漏电流
ID定义为芯片在最大额定结温TJ(max)下，管表面温度在25℃或者更高温度下，可允许的最大连续直流电流。该参数为结与管壳之间额定热阻RθJC和管壳温度的函数：

ID中并不包含开关损耗，并且实际使用时保持管表面温度在25℃（Tcase）也很难。因此，硬开关应用中实际开关电流通常小于ID 额定值@ TC = 25℃的一半，通常在1/3～1/4。补充，如果采用热阻JA的话可以估算出特定温度下的ID，这个值更有现实意义。

IDM - 脉冲漏极电流
该参数反映了器件可以处理的脉冲电流的高低，脉冲电流要远高于连续的直流电流。定义IDM的目的在于：线的欧姆区。对于一定的栅-源电压，MOSFET导通后，存在最大的漏极电流。如图所示，对于给定的一个栅-源电压，如果工作点位于线性区域内，漏极电流的增大会提高漏-源电压，由此增大导通损耗。长时间工作在大功率之下，将导致器件失效。因此，在典型栅极驱动电压下，需要将额定IDM设定在区域之下。区域的分界点在Vgs和曲线相交点。

因此需要设定电流密度上限，防止芯片温度过高而烧毁。这本质上是为了防止过高电流流经封装引线，因为在某些情况下，整个芯片上最“薄弱的连接”不是芯片，而是封装引线。

考虑到热效应对于IDM的限制，温度的升高依赖于脉冲宽度，脉冲间的时间间隔，散热状况，RDS(on)以及脉冲电流的波形和幅度。单纯满足脉冲电流不超出IDM上限并不能保证结温不超过最大允许值。可以参考热性能与机械性能中关于瞬时热阻的讨论，来估计脉冲电流下结温的情况。

PD - 容许沟道总功耗
容许沟道总功耗标定了器件可以消散的最大功耗，可以表示为最大结温和管壳温度为25℃时热阻的函数。

TJ, TSTG - 工作温度和存储环境温度的范围
这两个参数标定了器件工作和存储环境所允许的结温区间。设定这样的温度范围是为了满足器件最短工作寿命的要求。如果确保器件工作在这个温度区间内，将极大地延长其工作寿命。

EAS - 单脉冲雪崩击穿能量

如果电压过冲值(通常由于漏电流和杂散电感造成)未超过击穿电压，则器件不会发生雪崩击穿，因此也就不需要消散雪崩击穿的能力。雪崩击穿能量标定了器件可以容忍的瞬时过冲电压的安全值，其依赖于雪崩击穿需要消散的能量。

定义额定雪崩击穿能量的器件通常也会定义额定EAS。额定雪崩击穿能量与额定UIS具有相似的意义。EAS标定了器件可以安全吸收反向雪崩击穿能量的高低。

L是电感值，iD为电感上流过的电流峰值，其会突然转换为测量器件的漏极电流。电感上产生的电压超过MOSFET击穿电压后，将导致雪崩击穿。雪崩击穿发生时，即使 MOSFET处于关断状态，电感上的电流同样会流过MOSFET器件。电感上所储存的能量与杂散电感上存储，由MOSFET消散的能量类似。

MOSFET并联后，不同器件之间的击穿电压很难完全相同。通常情况是：某个器件率先发生雪崩击穿，随后所有的雪崩击穿电流(能量)都从该器件流过。

EAR - 重复雪崩能量
重复雪崩能量已经成为“工业标准”，但是在没有设定频率，其它损耗以及冷却量的情况下，该参数没有任何意义。散热(冷却)状况经常制约着重复雪崩能量。对于雪崩击穿所产生的能量高低也很难预测。

额定EAR的真实意义在于标定了器件所能承受的反复雪崩击穿能量。该定义的前提条件是：不对频率做任何限制，从而器件不会过热，这对于任何可能发生雪崩击穿的器件都是现实的。在验证器件设计的过程中，最好可以测量处于工作状态的器件或者热沉的温度，来观察MOSFET器件是否存在过热情况，特别是对于可能发生雪崩击穿的器件。

IAR - 雪崩击穿电流
对于某些器件，雪崩击穿过程中芯片上电流集边的倾向要求对雪崩电流IAR进行限制。这样，雪崩电流变成雪崩击穿能量规格的“精细阐述”；其揭示了器件真正的能力。

静态电特性

V(BR)DSS：漏-源击穿电压(破坏电压)

V(BR)DSS（有时候叫做VBDSS）是指在特定的温度和栅源短接情况下，流过漏极电流达到一个特定值时的漏源电压。这种情况下的漏源电压为雪崩击穿电压。
V(BR)DSS是正温度系数，温度低时V(BR)DSS小于25℃时的漏源电压的最大额定值。在-50℃, V(BR)DSS大约是25℃时最大漏源额定电压的90%。

说明：MOS管漏极和源极最大耐压值。
测试条件：在Vgs=0V，栅极和源极不给电压。
影响：超过的话会让MOSFET损坏。
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VGS(th)，VGS(off)：阈值电压
VGS(th)是指加的栅源电压能使漏极开始有电流，或关断MOSFET时电流消失时的电压，测试的条件（漏极电流，漏源电压，结温）也是有规格的。正常情况下，所有的MOS栅极器件的阈值电压都会有所不同。因此，VGS(th)的变化范围是规定好的。VGS(th)是负温度系数，当温度上升时，MOSFET将会在比较低的栅源电压下开启。

说明：开启电压
测试条件：在Vgs=Vds，在漏极和源极两端电流控制在250uA。
影响：低于参考值可能出现不导通现象，设计时需要考虑范围值。
…----------------------------------------------------

RDS(on)：导通电阻
RDS(on)是指在特定的漏电流（通常为ID电流的一半）、栅源电压和25℃的情况下测得的漏-源电阻。

说明：导通时，Vds的内阻
测试条件：在Vgs=10V，通过12A的电流；Vgs=4.5V，通过6A的电流，在漏极和源极两端的内阻。
影响：内阻越小，MOS过的电流越大，相同电流下，功耗越小。
…----------------------------------------------------

跨导：跨导的单位是A/V。是源极电流Id比上栅极电压Vgs，是栅极电压对源极电流的控制作用大小，

线性压控电流源的性质可表示为方程 I=gV ，其中g是常数系数。系数g称作跨导（或转移电导），具有与电导相同的单位。这个电路单元通常指放大器。
在MOS管中，跨导的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。在转移特性曲线上，跨导为曲线的斜率。
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IDSS：零栅压漏极电流
IDSS是指在当栅源电压为零时，在特定的漏源电压下的漏源之间泄漏电流。既然泄漏电流随着温度的增加而增大，IDSS在室温和高温下都有规定。漏电流造成的功耗可以用IDSS乘以漏源之间的电压计算，通常这部分功耗可以忽略不计。

说明：ID的漏电流。
测试条件：在Vgs=0V，在漏极和源极两端给48V的电压。
影响：漏电流越大功耗越大。
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IDon:通态漏极电流

说明：完全开启，漏极和源极两端最大过电流30A，
测试条件：在Vgs=Vds，在漏极和源极两端电流控制在250uA。
影响：低于参考值可能出现不导通现象，设计时需要考虑范围值。
…----------------------------------------------------

IGSS - 栅源漏电流
IGSS是指在特定的栅源电压情况下流过栅极的漏电流。

说明：栅极漏电流
测试条件：在Vgs=±20V，在漏极和源极两端不给电压。
…----------------------------------------------------

VSD：MOS管体二极管的正向导通压降
测试条件：在VGS=0V，体二极管正向通过1A的电流。

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Is：体二极管可承受最大连续续电流
影响：如果偏小，在设计降额不充裕的系统中或在测试OCP，OLP（逐周期电流限制保护（OCP)，限制最大输出电流；过载保护(OLP)，限制最大输出功率；的过程中会引起电流击穿的风险

…----------------------------------------------------

动态电特性

Ciss：输入电容
将漏源短接，用交流信号测得的栅极和源极之间的电容就是输入电容。Ciss是由栅漏电容Cgd和栅源电容Cgs并联而成，或者Ciss = Cgs +Cgd。当输入电容充电致阈值电压时器件才能开启，放电致一定值时器件才可以关断。因此驱动电路和Ciss对器件的开启和关断延时有着直接的影响。

Coss：输出电容
将栅源短接，用交流信号测得的漏极和源极之间的电容就是输出电容。Coss是由漏源电容Cds和栅漏电容Cgd并联而成，或者Coss = Cds +Cgd对于软开关的应用，Coss非常重要，因为它可能引起电路的谐振

Crss：反向传输电容
在源极接地的情况下，测得的漏极和栅极之间的电容为反向传输电容。反向传输电容等同于栅漏电容。Cres =Cgd，反向传输电容也常叫做米勒电容，对于开关的上升和下降时间来说是其中一个重要的参数，他还影响这关断延时时间。电容随着漏源电压的增加而减小，尤其是输出电容和反向传输电容。

Ciss=Cgs+Cgd 输入电容 ; Coss=Cds+Cgd 输出电容 ; Crss=Cgd（米勒电容）
影响：Ciss：影响到MOS管的开关时间，Ciss越大，同样驱动能力下，开通和关断时间就越慢，开关损坏也就越大。较慢的开关速度对应会带来较好的EMI
Coss和Crss：这两项参数对MOSFET关断时间略有影响，其中Cgd会影响到漏极有异常高电压时，传输到MOSFET栅极电压能力的大小，对雷击测试项目有一点的影响。
…----------------------------------------------------

Qgs,Qgd,和Qg：栅电荷

栅电荷值反应存储在端子间电容上的电荷，既然开关的瞬间，电容上的电荷随电压的变化而变化，所以设计栅驱动电路时经常要考虑栅电荷的影响。

Qgs从0电荷开始到第一个拐点处，Qgd是从第一个拐点到第二个拐点之间部分（也叫做“米勒”电荷），Qg是从0点到VGS等于一个特定的驱动电压的部分。

漏电流和漏源电压的变化对栅电荷值影响比较小，而且栅电荷不随温度的变化。测试条件是规定好的。栅电荷的曲线图体现在数据表中，包括固定漏电流和变化漏源电压情况下所对应的栅电荷变化曲线。在图中平台电压VGS(pl)随着电流的增大增加的比较小（随着电流的降低也会降低）。平台电压也正比于阈值电压，所以不同的阈值电压将会产生不同的平台电压。

下面这个图更加详细，应用一下：

td(on)：导通延时时间
导通延时时间是从当栅源电压上升到10%栅驱动电压时到漏电流升到规定电流的10%时所经历的时间。

td(off)：关断延时时间
关断延时时间是从当栅源电压下降到90%栅驱动电压时到漏电流降至规定电流的90%时所经历的时间。这显示电流传输到负载之前所经历的延迟。

tr：上升时间
上升时间是漏极电流从10%上升到90%所经历的时间。

tf：下降时间
下降时间是漏极电流从90%下降到10%所经历的时间。

参数
Rds(on)----------DS的导通电阻.当Vgs=10V时，MOS的DS之间的电阻
Id------------------最大DS电流.会随温度的升高而降低
Iar-----------------雪崩电流
IDSM---------------最大漏源电流
IDS---------------漏源电流
IDQ---------------静态漏极电流（射频功率管）
ID(on)---------------通态漏极电流
Idss---------------饱和DS电流，uA级的电流
Igss---------------GS驱动电流，nA级的电流
Idm---------------最大脉冲DS电流.会随温度的升高而降低，体现一个抗冲击能力，跟脉冲时间也有关系

Pd-----------------最大耗散功率
Ear---------------重复雪崩击穿能量
Eas---------------单次脉冲雪崩击穿能量

Vgs----------------最大GS电压.一般为：-40V~+40V
BVdss------------DS击穿电压
VGu----------------栅衬底电压（直流）
VDu----------------漏衬底电压（直流）
Vsu----------------源衬底电压（直流）
VGD----------------栅漏电压（直流）
VDS(sat)----------------漏源饱满电压
VDS(on)----------------漏源通态电压
V（BR）GSS----------------漏源短路时栅源击穿电压
Vss----------------源极（直流）电源电压（外电路参数）
VGG----------------栅极（直流）电源电压（外电路参数）
VDD----------------漏极（直流）电源电压（外电路参数）
VGSR----------------反向栅源电压（直流）
VGSF----------------正向栅源电压（直流）

gfs----------------跨导
gds----------------漏源电导
ggd----------------栅漏电导
GPD----------------共漏极中和高频功率增益
GpG----------------共栅极中和高频功率增益
Gps----------------共源极中和高频功率增益
Gp----------------功率增益
Qg----------------总充电电量
Qgs--------------GS充电电量
Qgd-------------GD充电电量

Tj------------------最大工作结温，通常为150度和175度
Tjm------------------最大容许结温
Tstg---------------最大存储温度
Td(on)---------导通延迟时间，从有输入电压上升到10%开始到Vds下降到其幅值90%的时间
Tr----------------上升时间，输出电压 VDS 从 90% 下降到其幅值 10% 的时间
Td(off)----------关断延迟时间，输入电压下降到 90% 开始到 VDS 上升到其关断电压时 10% 的时间

Tf-----------------下降时间，输出电压 VDS 从 10% 上升到其幅值 90% 的时间影响：参数与时间相互关联的参数，开关速度越快对应的优点是开关损耗越小，效率高，温升低，对应的缺点是EMI特性差，MOSFET关断尖峰过高。

Ciss---------------输入电容，Ciss=Cgd + Cgs.
Coss--------------输出电容，Coss=Cds +Cgd.
Crss---------------反向传输电容，Crss=Cgc.
Vn—噪声电压
η—漏极效率（射频功率管）
Zo—驱动源内阻

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