"MOSFET" એ મેટલ ઓક્સાઇડ સેમિકોડક્ટર ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું સંક્ષિપ્ત નામ છે. તે ત્રણ સામગ્રીઓથી બનેલું ઉપકરણ છે: મેટલ, ઓક્સાઇડ (SiO2 અથવા SiN) અને સેમિકન્ડક્ટર. MOSFET એ સેમિકન્ડક્ટર ક્ષેત્રના સૌથી મૂળભૂત ઉપકરણોમાંનું એક છે. ભલે તે IC ડિઝાઇનમાં હોય કે બોર્ડ-સ્તરની સર્કિટ એપ્લિકેશન્સમાં, તે ખૂબ જ વ્યાપક છે. MOSFET ના મુખ્ય પરિમાણોમાં ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th), વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. શું તમે આ જાણો છો? OLUKEY કંપની, વિન્સોક તાઇવાનીઝ મિડ-ટુ-હાઇ-એન્ડ મિડિયમ અને લો-વોલ્ટેજ તરીકેMOSFETએજન્ટ સેવા પ્રદાતા, તમને MOSFET ના વિવિધ પરિમાણો વિગતવાર સમજાવવા માટે લગભગ 20 વર્ષનો અનુભવ ધરાવતી મુખ્ય ટીમ ધરાવે છે!
MOSFET પરિમાણોના અર્થનું વર્ણન
1. આત્યંતિક પરિમાણો:
ID: મહત્તમ ડ્રેઇન-સ્રોત વર્તમાન. જ્યારે ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર સામાન્ય રીતે કામ કરી રહ્યું હોય ત્યારે તે ડ્રેઇન અને સ્ત્રોત વચ્ચે પસાર થવા માટે માન્ય મહત્તમ પ્રવાહનો સંદર્ભ આપે છે. ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઓપરેટિંગ વર્તમાન ID થી વધુ ન હોવો જોઈએ. જંકશન તાપમાનમાં વધારો થતાં આ પરિમાણ ઘટે છે.
IDM: મહત્તમ સ્પંદનીય ડ્રેઇન-સ્રોત વર્તમાન. આ પરિમાણ ઘટશે કારણ કે જંકશન તાપમાન વધે છે, અસર પ્રતિકાર પ્રતિબિંબિત કરે છે અને તે પલ્સ સમય સાથે પણ સંબંધિત છે. જો આ પરિમાણ ખૂબ નાનું હોય, તો સિસ્ટમ OCP પરીક્ષણ દરમિયાન વર્તમાન દ્વારા તૂટી જવાના જોખમમાં હોઈ શકે છે.
PD: મહત્તમ શક્તિ વિખરાયેલી. તે ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરની કામગીરીને બગાડ્યા વિના મહત્તમ ડ્રેઇન-સ્રોત પાવર ડિસીપેશનનો સંદર્ભ આપે છે. જ્યારે ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે, FET નો વાસ્તવિક પાવર વપરાશ PDSM કરતા ઓછો હોવો જોઈએ અને ચોક્કસ માર્જિન છોડવો જોઈએ. આ પરિમાણ સામાન્ય રીતે ઘટે છે કારણ કે જંકશન તાપમાન વધે છે
VDSS: મહત્તમ ડ્રેઇન-સ્રોત વોલ્ટેજનો સામનો કરે છે. ડ્રેઇન-સ્રોત વોલ્ટેજ જ્યારે વહેતો ડ્રેઇન પ્રવાહ ચોક્કસ તાપમાન અને ગેટ-સોર્સ શોર્ટ સર્કિટ હેઠળ ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે (તેજથી વધે છે). આ કિસ્સામાં ડ્રેઇન-સ્રોત વોલ્ટેજને હિમપ્રપાત બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ પણ કહેવામાં આવે છે. VDSS પાસે હકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક છે. -50°C પર, VDSS 25°C પર તેના લગભગ 90% છે. સામાન્ય ઉત્પાદનમાં સામાન્ય રીતે બાકી રહેલા ભથ્થાને કારણે, MOSFET નું હિમપ્રપાત બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ હંમેશા નજીવા રેટેડ વોલ્ટેજ કરતા વધારે હોય છે.
ઓલુકેયગરમ ટીપ્સ: ઉત્પાદનની વિશ્વસનીયતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે, સૌથી ખરાબ કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓમાં, એવી ભલામણ કરવામાં આવે છે કે કાર્યકારી વોલ્ટેજ રેટ કરેલ મૂલ્યના 80~90% થી વધુ ન હોવો જોઈએ.
VGSS: મહત્તમ ગેટ-સ્રોત વોલ્ટેજનો સામનો કરે છે. તે VGS મૂલ્યનો સંદર્ભ આપે છે જ્યારે ગેટ અને સ્ત્રોત વચ્ચેનો રિવર્સ કરંટ ઝડપથી વધવા લાગે છે. આ વોલ્ટેજ મૂલ્યને ઓળંગવાથી ગેટ ઓક્સાઇડ સ્તરનું ડાઇલેક્ટ્રિક ભંગાણ થશે, જે વિનાશક અને બદલી ન શકાય તેવું ભંગાણ છે.
TJ: મહત્તમ ઓપરેટિંગ જંકશન તાપમાન. તે સામાન્ય રીતે 150℃ અથવા 175℃ છે. ઉપકરણ ડિઝાઇનની કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, આ તાપમાનને ઓળંગવાનું ટાળવું અને ચોક્કસ માર્જિન છોડવું જરૂરી છે.
TSTG: સંગ્રહ તાપમાન શ્રેણી
આ બે પરિમાણો, TJ અને TSTG, ઉપકરણના કાર્યકારી અને સંગ્રહ વાતાવરણ દ્વારા માન્ય જંકશન તાપમાન શ્રેણીને માપાંકિત કરે છે. આ તાપમાન શ્રેણી ઉપકરણની ન્યૂનતમ ઓપરેટિંગ જીવન જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે સેટ છે. જો ઉપકરણને આ તાપમાનની મર્યાદામાં ચલાવવાની ખાતરી કરવામાં આવે, તો તેનું કાર્યકારી જીવન ખૂબ જ વિસ્તૃત થશે.
2. સ્થિર પરિમાણો
MOSFET પરીક્ષણ શરતો સામાન્ય રીતે 2.5V, 4.5V અને 10V છે.
V(BR)DSS: ડ્રેઇન-સોર્સ બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ. તે મહત્તમ ડ્રેઇન-સ્રોત વોલ્ટેજનો સંદર્ભ આપે છે કે જ્યારે ગેટ-સોર્સ વોલ્ટેજ VGS 0 હોય ત્યારે ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર ટકી શકે છે. આ એક મર્યાદિત પરિમાણ છે, અને ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર પર લાગુ થયેલ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ V(BR) કરતા ઓછું હોવું જોઈએ. ડીએસએસ. તેમાં સકારાત્મક તાપમાન લાક્ષણિકતાઓ છે. તેથી, નીચા તાપમાનની સ્થિતિમાં આ પરિમાણનું મૂલ્ય સલામતીને ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ.
△V(BR)DSS/△Tj: ડ્રેઇન-સોર્સ બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજનું તાપમાન ગુણાંક, સામાન્ય રીતે 0.1V/℃
RDS(ચાલુ): VGS (સામાન્ય રીતે 10V), જંકશન તાપમાન અને ડ્રેઇન કરંટની અમુક શરતો હેઠળ, જ્યારે MOSFET ચાલુ હોય ત્યારે ડ્રેઇન અને સ્ત્રોત વચ્ચેનો મહત્તમ પ્રતિકાર. તે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે જે જ્યારે MOSFET ચાલુ હોય ત્યારે વપરાશમાં લેવાયેલી શક્તિ નક્કી કરે છે. આ પરિમાણ સામાન્ય રીતે જંકશન તાપમાનમાં વધારો થતાં વધે છે. તેથી, સૌથી વધુ ઓપરેટિંગ જંકશન તાપમાન પર આ પરિમાણના મૂલ્યનો ઉપયોગ નુકસાન અને વોલ્ટેજ ડ્રોપની ગણતરી માટે થવો જોઈએ.
VGS(th): ટર્ન-ઓન વોલ્ટેજ (થ્રેશોલ્ડ વોલ્ટેજ). જ્યારે બાહ્ય ગેટ કંટ્રોલ વોલ્ટેજ VGS VGS(th) કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે ડ્રેઇન અને સ્ત્રોત પ્રદેશોની સપાટી વ્યુત્ક્રમ સ્તરો એક જોડાયેલ ચેનલ બનાવે છે. એપ્લિકેશન્સમાં, જ્યારે ગેટ વોલ્ટેજ જ્યારે ડ્રેઇન શોર્ટ-સર્કિટ કન્ડિશન હેઠળ ID 1 mA ની બરાબર હોય ત્યારે તેને ટર્ન-ઓન વોલ્ટેજ કહેવામાં આવે છે. આ પરિમાણ સામાન્ય રીતે જંકશન તાપમાન વધે તેમ ઘટે છે
IDSS: સંતૃપ્ત ડ્રેઇન-સ્રોત પ્રવાહ, જ્યારે ગેટ વોલ્ટેજ VGS=0 અને VDS ચોક્કસ મૂલ્ય હોય ત્યારે ડ્રેઇન-સ્રોત પ્રવાહ. સામાન્ય રીતે માઇક્રોએમ્પ સ્તરે
IGSS: ગેટ-સોર્સ ડ્રાઇવ કરંટ અથવા રિવર્સ કરંટ. MOSFET ઇનપુટ અવરોધ ખૂબ મોટો હોવાથી, IGSS સામાન્ય રીતે નેનોએમ્પ સ્તરમાં હોય છે.
3. ગતિશીલ પરિમાણો
gfs: ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ. તે ગેટ-સોર્સ વોલ્ટેજમાં ફેરફાર સાથે ડ્રેઇન આઉટપુટ વર્તમાનમાં ફેરફારના ગુણોત્તરનો સંદર્ભ આપે છે. તે ડ્રેઇન પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવા માટે ગેટ-સોર્સ વોલ્ટેજની ક્ષમતાનું માપ છે. કૃપા કરીને gfs અને VGS વચ્ચેના ટ્રાન્સફર સંબંધ માટે ચાર્ટ જુઓ.
Qg: કુલ ગેટ ચાર્જિંગ ક્ષમતા. MOSFET એ વોલ્ટેજ-પ્રકારનું ડ્રાઇવિંગ ઉપકરણ છે. ડ્રાઇવિંગ પ્રક્રિયા એ ગેટ વોલ્ટેજની સ્થાપના પ્રક્રિયા છે. આ ગેટ સ્ત્રોત અને ગેટ ડ્રેઇન વચ્ચે કેપેસીટન્સ ચાર્જ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે. આ પાસાની નીચે વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવશે.
Qgs: ગેટ સ્ત્રોત ચાર્જિંગ ક્ષમતા
Qgd: ગેટ-ટુ-ડ્રેન ચાર્જ (મિલર અસરને ધ્યાનમાં લેતા). MOSFET એ વોલ્ટેજ-પ્રકારનું ડ્રાઇવિંગ ઉપકરણ છે. ડ્રાઇવિંગ પ્રક્રિયા એ ગેટ વોલ્ટેજની સ્થાપના પ્રક્રિયા છે. આ ગેટ સ્ત્રોત અને ગેટ ડ્રેઇન વચ્ચે કેપેસીટન્સ ચાર્જ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે.
Td(ચાલુ): વહન વિલંબ સમય. વીડીએસ તેના કંપનવિસ્તારના 90% સુધી ઘટી જાય ત્યાં સુધી ઇનપુટ વોલ્ટેજ 10% સુધી વધે તે સમય
Tr: વધારો સમય, આઉટપુટ વોલ્ટેજ VDS તેના કંપનવિસ્તારના 90% થી 10% સુધી ઘટવાનો સમય
Td(ઑફ): ટર્ન-ઑફ વિલંબનો સમય, જ્યારે ઇનપુટ વોલ્ટેજ ઘટીને 90% થઈ જાય છે ત્યારથી લઈને VDS તેના ટર્ન-ઑફ વોલ્ટેજના 10% સુધી વધે છે.
Tf: પતનનો સમય, આઉટપુટ વોલ્ટેજ VDS તેના કંપનવિસ્તારના 10% થી 90% સુધી વધવાનો સમય
Ciss: ઇનપુટ કેપેસીટન્સ, ડ્રેઇન અને સ્ત્રોતને શોર્ટ-સર્કિટ કરો અને AC સિગ્નલ વડે ગેટ અને સ્ત્રોત વચ્ચેની કેપેસીટન્સ માપો. Ciss = CGD + CGS (CDS શોર્ટ સર્કિટ). તેની સીધી અસર ઉપકરણના ટર્ન-ઓન અને ટર્ન-ઓફ વિલંબ પર પડે છે.
કોસ: આઉટપુટ કેપેસીટન્સ, ગેટ અને સ્ત્રોતને શોર્ટ-સર્કિટ કરો અને એસી સિગ્નલ વડે ડ્રેઇન અને સ્ત્રોત વચ્ચેની કેપેસીટન્સ માપો. Coss = CDS +CGD
Crss: રિવર્સ ટ્રાન્સમિશન કેપેસીટન્સ. જમીન સાથે જોડાયેલ સ્ત્રોત સાથે, ડ્રેઇન અને ગેટ વચ્ચે માપેલ કેપેસીટન્સ Crss=CGD. સ્વીચો માટેના મહત્વના પરિમાણો પૈકી એક ઉદય અને પડવાનો સમય છે. Crss=CGD
MOSFET ની ઇન્ટરઇલેક્ટ્રોડ કેપેસીટન્સ અને MOSFET પ્રેરિત કેપેસીટન્સને મોટાભાગના ઉત્પાદકો દ્વારા ઇનપુટ કેપેસીટન્સ, આઉટપુટ કેપેસીટન્સ અને ફીડબેક કેપેસીટન્સમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. ટાંકવામાં આવેલ મૂલ્યો નિશ્ચિત ડ્રેઇન-ટુ-સોર્સ વોલ્ટેજ માટે છે. ડ્રેઇન-સ્રોત વોલ્ટેજ બદલાતા હોવાથી આ કેપેસીટન્સ બદલાય છે અને કેપેસીટન્સનું મૂલ્ય મર્યાદિત અસર ધરાવે છે. ઇનપુટ કેપેસીટન્સ મૂલ્ય માત્ર ડ્રાઇવર સર્કિટ દ્વારા જરૂરી ચાર્જિંગનો અંદાજિત સંકેત આપે છે, જ્યારે ગેટ ચાર્જિંગ માહિતી વધુ ઉપયોગી છે. તે ચોક્કસ ગેટ-ટુ-સોર્સ વોલ્ટેજ સુધી પહોંચવા માટે ગેટને કેટલી ઊર્જા ચાર્જ કરવી જોઈએ તે દર્શાવે છે.
4. હિમપ્રપાત ભંગાણ લાક્ષણિકતા પરિમાણો
હિમપ્રપાત ભંગાણ લાક્ષણિકતા પરિમાણ એ MOSFET ની ઑફ સ્ટેટમાં ઓવરવોલ્ટેજનો સામનો કરવાની ક્ષમતાનું સૂચક છે. જો વોલ્ટેજ ડ્રેઇન-સ્રોત મર્યાદા વોલ્ટેજ કરતાં વધી જાય, તો ઉપકરણ હિમપ્રપાત સ્થિતિમાં હશે.
EAS: સિંગલ પલ્સ હિમપ્રપાત બ્રેકડાઉન એનર્જી. આ એક મર્યાદા પરિમાણ છે, જે MOSFET ટકી શકે તે મહત્તમ હિમપ્રપાત વિરામ ઊર્જા દર્શાવે છે.
IAR: હિમપ્રપાત વર્તમાન
EAR: પુનરાવર્તિત હિમપ્રપાત બ્રેકડાઉન એનર્જી
5. વિવો ડાયોડ પરિમાણોમાં
IS: સતત મહત્તમ ફ્રીવ્હીલિંગ કરંટ (સ્રોતમાંથી)
ISM: પલ્સ મહત્તમ ફ્રી વ્હીલિંગ કરંટ (સ્રોતમાંથી)
VSD: ફોરવર્ડ વોલ્ટેજ ડ્રોપ
Trr: રિવર્સ પુનઃપ્રાપ્તિ સમય
Qrr: રિવર્સ ચાર્જ રિકવરી
ટન: આગળ વહન સમય. (મૂળભૂત રીતે નહિવત્)
MOSFET ટર્ન-ઑન ટાઇમ અને ટર્ન-ઑફ ટાઇમ વ્યાખ્યા
એપ્લિકેશન પ્રક્રિયા દરમિયાન, નીચેની લાક્ષણિકતાઓને વારંવાર ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે:
1. V (BR) DSS ની હકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક લાક્ષણિકતાઓ. આ લાક્ષણિકતા, જે દ્વિધ્રુવી ઉપકરણોથી અલગ છે, સામાન્ય ઓપરેટિંગ તાપમાનમાં વધારો થતાં તેમને વધુ વિશ્વસનીય બનાવે છે. પરંતુ તમારે નીચા-તાપમાનની ઠંડીની શરૂઆત દરમિયાન તેની વિશ્વસનીયતા પર પણ ધ્યાન આપવાની જરૂર છે.
2. V(GS)th ની નકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક લાક્ષણિકતાઓ. જંકશન તાપમાનમાં વધારો થતાં ગેટ થ્રેશોલ્ડ સંભવિત અમુક હદ સુધી ઘટશે. કેટલાક કિરણોત્સર્ગ આ થ્રેશોલ્ડ સંભવિતને પણ ઘટાડશે, સંભવતઃ 0 સંભવિત કરતાં પણ નીચે. આ વિશેષતા માટે ઇજનેરોએ આ પરિસ્થિતિઓમાં MOSFET ની દખલગીરી અને ખોટા ટ્રિગરિંગ પર ધ્યાન આપવું જરૂરી છે, ખાસ કરીને ઓછી થ્રેશોલ્ડ સંભવિતતા સાથે MOSFET એપ્લિકેશનો માટે. આ લાક્ષણિકતાને લીધે, દખલગીરી અને ખોટા ટ્રિગરિંગને ટાળવા માટે કેટલીકવાર ગેટ ડ્રાઇવરની ઓફ-વોલ્ટેજ સંભવિતતાને નકારાત્મક મૂલ્ય (N-ટાઈપ, પી-ટાઈપ અને તેથી વધુનો સંદર્ભ આપતા) માટે ડિઝાઇન કરવી જરૂરી છે.
3. VDSon/RDSo ની હકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક લાક્ષણિકતાઓ. જંકશન તાપમાનમાં વધારો થતાં VDSon/RDSon સહેજ વધે છે તે લાક્ષણિકતા સમાંતરમાં MOSFET નો સીધો ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે. દ્વિધ્રુવી ઉપકરણો આ સંદર્ભમાં માત્ર વિપરીત છે, તેથી સમાંતરમાં તેમનો ઉપયોગ તદ્દન જટિલ બની જાય છે. ID વધવાથી RDSon પણ થોડો વધશે. આ લાક્ષણિકતા અને જંકશન અને સપાટી RDSon ની હકારાત્મક તાપમાન લાક્ષણિકતાઓ MOSFET ને દ્વિધ્રુવી ઉપકરણો જેવા ગૌણ ભંગાણને ટાળવા માટે સક્ષમ કરે છે. જો કે, એ નોંધવું જોઇએ કે આ સુવિધાની અસર તદ્દન મર્યાદિત છે. જ્યારે સમાંતર, પુશ-પુલ અથવા અન્ય એપ્લીકેશનમાં ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તમે આ સુવિધાના સ્વ-નિયમન પર સંપૂર્ણપણે આધાર રાખી શકતા નથી. કેટલાક મૂળભૂત પગલાં હજુ પણ જરૂરી છે. આ લાક્ષણિકતા એ પણ સમજાવે છે કે ઊંચા તાપમાને વહનની ખોટ વધી જાય છે. તેથી, નુકસાનની ગણતરી કરતી વખતે પરિમાણોની પસંદગી પર વિશેષ ધ્યાન આપવું જોઈએ.
4. ID ની નકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક લાક્ષણિકતાઓ, MOSFET પરિમાણોની સમજ અને તેની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ ID જંકશન તાપમાન વધવાથી નોંધપાત્ર રીતે ઘટશે. આ લાક્ષણિકતા ડિઝાઇન દરમિયાન ઉચ્ચ તાપમાને તેના ID પરિમાણોને ધ્યાનમાં લેવાનું વારંવાર જરૂરી બનાવે છે.
5. હિમપ્રપાત ક્ષમતા IER/EAS ની નકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક લાક્ષણિકતાઓ. જંકશન તાપમાનમાં વધારો થયા પછી, જો કે MOSFET પાસે મોટો V(BR)DSS હશે, એ નોંધવું જોઈએ કે EAS નોંધપાત્ર રીતે ઘટશે. કહેવાનો અર્થ એ છે કે ઉચ્ચ તાપમાનની સ્થિતિમાં હિમપ્રપાતનો સામનો કરવાની તેની ક્ષમતા સામાન્ય તાપમાન કરતાં ઘણી નબળી છે.
6. MOSFET માં પરોપજીવી ડાયોડની વહન ક્ષમતા અને રિવર્સ પુનઃપ્રાપ્તિ કામગીરી સામાન્ય ડાયોડ કરતાં વધુ સારી નથી. ડિઝાઇનમાં લૂપમાં મુખ્ય વર્તમાન વાહક તરીકે તેનો ઉપયોગ થવાની અપેક્ષા નથી. બ્લૉકિંગ ડાયોડ્સ મોટાભાગે શરીરમાં પરોપજીવી ડાયોડ્સને અમાન્ય કરવા માટે શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય છે, અને વધારાના સમાંતર ડાયોડનો ઉપયોગ સર્કિટ ઇલેક્ટ્રિકલ કેરિયર બનાવવા માટે થાય છે. જો કે, ટૂંકા ગાળાના વહન અથવા સિંક્રનસ સુધારણા જેવી કેટલીક નાની વર્તમાન આવશ્યકતાઓના કિસ્સામાં તેને વાહક તરીકે ગણી શકાય.
7. ડ્રેઇન સંભવિતમાં ઝડપથી વધારો થવાથી ગેટ ડ્રાઇવના ખોટા-ટ્રિગરિંગનું કારણ બની શકે છે, તેથી મોટા ડીવીડીએસ/ડીટી એપ્લિકેશન્સ (ઉચ્ચ-આવર્તન ઝડપી સ્વિચિંગ સર્કિટ) માં આ સંભાવનાને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે.
પોસ્ટ સમય: ડિસેમ્બર-13-2023
