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内建横向电场MOSFET的主要特性

提示:

(1)导通电阻的降低。NFINEON的内建横向电场的MOSFET,耐压600V和800V,与常规MOSFET器件相比,相同的管芯面积,导通电阻分别下降到常规MOSFET的1/5、1/10;相同的额定电流,导通电阻分别下降到1/2和约1/3。在额定结温、额定电流条件下,导通电压分别从12.6V、19.1V下降到6.07V、7.5V;导通损耗下降到常规MOSFET的1/2和1/3。

    (1)导通电阻的降低。NFINEON的内建横向电场的MOSFET,耐压600V800V,与常规MOSFET器件相比,相同的管芯面积,导通电阻分别下降到常规MOSFET1/51/10;相同的额定电流,导通电阻分别下降到1/2和约1/3。在额定结温、额定电流条件下,导通电压分别从12.6V19.1V下降到6.07V7.5V;导通损耗下降到常规MOSFET1/21/3。由于导通损耗的降低,发热减少,器件相对较凉,故称COOLMOS

    (2)封装的减小和热阻的降低。相同额定电流的COOLMOS的管芯较常规MOSFET减小到1/31/4,使封装减小两个管壳规格,如表1-2所示。

    1-2    封装与电流、电压额定值

封装与电流、电压额定值

    由于COOLMOS管芯厚度仅为常规MOSFET1/3,使TO - 220封装RTHJC从常规1/W降到0.6/W;额定功率从125W上升到208W,使管芯散热能力提高。

    (3)开关特性的改善。COOLMOS的栅极电荷与开关参数均优于常规MOSFET,很明显,由于QG(栅电荷),特别是QGD(栅漏电荷)的减少,使COOLMOS的开关时间约为常规MOSFET1/2;开关损耗降低约50%。关断时间的下降也与COOLMOS内部低栅极电阻(<1Ω)有关。

    (4)抗雪崩击穿能力与SCSOA。目前,新型的MOSFET无一例外地具有抗雪崩击穿能力。COOLMOS同样具有抗雪崩能力。在相同额定电流下,COOLMOSIASID(25)相同。但由于管芯面积的减小,IAS小于常规MOSFET,而具有相同管芯面积时,IASEAS则均大于常规MOSFET

    COOLMOS的最大特点之一就是它具有短路安全工作区(SCSOA),而常规MOS不具备这个特性。COOLMOSSC-SOA的获得主要是由于转移特性的变化和管芯热阻降低。COOLMOS的转移特性如图1-6所示。从图1-6可以看到,当UGS> 8V时,COOLMOS的漏极电流不再增加,呈恒流状态。特别是在结温升高时,恒流值下降,在最高结温时,约为ID (25)2倍,即正常工作电流的3~3.5倍。在短路状态下,漏极电流不会因栅极的15V驱动电压而上升到不可容忍的十几倍的ID (25),使COOLMOS在短路时所耗散的功率限制在350V×2ID (25),尽可能地减少短路时管芯发热。管芯热阻降低可使管芯产生的热量迅速地散发到管壳,抑制了管芯温度的上升速度。因此,COOLMOS可在正常栅极电压驱动,在0.6 VDSS电源电压下承受10ms短路冲击,时间间隔大于1s1000次不损坏,使COOLMOS可像IGBT一样,在短路时得到有效的保护。

COOLMOS转移特性

    1-6    COOLMOS转移特性

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