如何彻底读懂并理解MOSFET的Datasheet
说明书用来说明各种产品的性能。 这对于在不同厂商之间选择相同规格的器件很有用。 在一些情况下，不同厂商所提供的参数所依据的条件可能有微妙的区别，尤其在一些非重要参数例如切换时间。 另外，数据说明书所包含的信息不一定和应用相关联。 因此在使用说明书和选择相同规格的器件时需要特别当心以及要对数据的解释有确切的了解。 本文以100 V逻辑电平 MOS管为例。 数据说明书由以下八个部分组成：*快速参考数据*极限值*热阻*静态特性*动态特性*反向二极管极限值及特性*雪崩极限值*图形数据下面叙述每一部分快速参考数据这些数据作为迅速选择的参考。 包括器件的关键参数，这样工程师就能迅速判断它是否为合适的器件。 在所包括的五个参数中，最重要的是漏源电压 VDS是和开启状态下的漏源阻抗RDS(ON)。 VDS是器件在断开状态下漏极和源极所能承受的最大电压。 RDS(ON) 是器件在给定栅源电压以及25 ˚ C的结温这两个条件下最大的开启阻抗( RDS(ON)由温度所决定，见其静态特性部分)。 这两个参数可以说明器件最关键的性能。 漏极电流值(ID) 和总耗散功率都在这部分给出。 这些数据必须认真对待因为在实际应用中数据说明书的给定的条件很难达到（见极限值部分）。 在大多数应用中，可用的dc电流要比快速参考说明中提供的值要低。 限于所用的散热装置，大多数工程师所能接受的典型功率消耗要小于20W(对于单独器件)。 结温(TJ)通常给出的是150 ˚ C或者175 ˚ C。 器件内部温度不建议超过这个值。 极限值这个表格给出六个参数的绝对最大值。 器件可以在此值运行但是不能超出这个值，一旦超出将会对器件发生损坏。 漏源电压和漏栅电压有同样的值。 给出的数据为可以加在各相应端所使用的最大电压。 栅源电压, VGS, 给出在栅极和源极之间允许加的最大电压。 一旦超过这个电压值，即使在极短的时间内也会对栅极氧化层产生永久性损害。 给出的两个直流漏极电流值ID,一个是在背板温度为25 ˚ C 时，另一个是在背板温度为100˚ C时。 再且这些电流值不代表在运行过程中能够达到。 当背板温度在所引述的值时，这些电流值将会使得结温达到最大值。 因此最大电流降额作为背板温度的函数，所引用的两个值曲线是降额曲线上的两个点（见图一）。 引述的第三个电流值是脉冲峰值, IDM. 功率MOS 器件总的来说都有很强的峰流通过能力。 连接管脚和芯片上的内部接线决定该极限值。 IDM 所能应用的脉冲宽度取决于热考虑 (见计算电流的部分)。 总消耗功率, Ptot, 以及最大结温在快速参考数据中也已说明。 Ptot的值在等式1中以商的形式给出(见安全运行区部分)。 所引述的条件是衬底温度保持在25˚ C。 例如，BUK553-100A 的 Ptot 值为75 W,消耗这个功率使衬底温度保持在25 ˚ C 是极大的挑战。 衬底温度越高，能耗散的总耗散功率越低。 很显然如果衬底温度等于最大允许的结温时，没有功率可被耗散掉。 如图2的降额曲线，此器件的结温为175˚ C。 引述的存储温度通常在-40 /-55 ˚ C 和+150 /+175 ˚ C之间。 存储温度和结温是由我们质量部门经过广泛的可靠性测量后所指定的。 超过所给出的温度将会使可靠性降低。 热阻给出两个非绝缘封装的热阻值。 从结点到背板的值(Rthj-mb)表明当耗散一个给定的功率时，结温将会比背板温度所高出多少。 以BUK553-100A 为例,它的Rthj-mb 等于2 K/W, 耗散的功率为10 W,结温将会高于背板20 ˚ C。 另一个数值是从结点到外界的环境，这是一个更大的数值，它说明当器件不安装散热器且在流通空气中运行时结温是如何升高的。 以BUK553-100A为例, Rthj-a = 60 K/W, 在流通空气中功率的耗散为1W将会产生使结温高于外界空气环境温度60 ˚ C的情况。 绝缘封装时，背板(硅芯片安装在上面的金属层)完全压缩在塑料中。 因此无法给出结点到背板的热阻值，取代之是结点到散热片的Rthj-hs,它表现出散热片复合的作用。 当比较绝缘封装和非绝缘封装型号的热阻时必须特别小心。 例：非绝缘BUK553-100A 的 Rthj-mb 为2 K/W。 绝缘BUK543-100A的Rthj-hs为5 K/W。 它们有同样的晶体但是所封装不同。 初比较时，非绝缘的型号似乎可以承受更大功率( 即电流 )。 然而BUK553-100A 在结点到散热片的热阻测量中,这还包括背板和散热片之间的额外热阻。 一些绝缘措施用在大多数情况中,例如云母垫圈.其背板到散热片的热阻为2 K/W。 因此结点到散热片的总热阻为Rthj-hs(非绝缘型) = Rthj-mb + Rthmb-hs =4 K/W.可以看出实际中绝缘和非绝缘型的型号区别并不大。 静态特性 这个部分的参数描述击穿电压,开启电压,泄漏电流,开启阻抗的特性。 漏源击穿电压比漏源电压的极限值要大。 它可以用曲线跟踪仪测量,当栅极端和源极端短路时,它是漏极电流为250uA时的电压。 栅极开启电压VGS(TO),表示的是使器件达到导通状态时栅极(相对于源极)所需要的电压。 对于逻辑电平器件来说,栅极开启电压通常在1.0 和2.0 V间;对于标准器件则是2.1到4V之间。 (图.3)的表示漏极电流为 VGS 的函数说明典型的传输特性。 (图.4)表示栅极开启电压随着结温而变化。 在次开启传导时，（图5）表示在VGS电平低于门槛时漏极电流怎样随着栅源电压变化。 断电状态时泄漏电流是漏源和栅源在各自所能承受最大电压情况下所规定的。 注意到尽管栅源泄漏电流以十亿分之一安培为单位表示，它们的值遵循兆分之一安培而变化。 漏源导通电阻具有重要意义。 它是当逻辑电平场效应管栅源电压5 V时的值；标准器件时栅源电压为10 V时的值。 在10 V以上增加栅源电压时，标准MOS管的导通电阻没有明显减少。 减少栅极电压然而可以增加导通电阻。 对于逻辑电平场效应管来说，BUK553-100A，在栅极电压为5 V的情况下给出导通电阻，然而当栅极电压到达10 V时, 导通电阻将明显减少，这是由于其输出特性图.6 和导通电阻特性图.7决定。 导通电阻是温度敏感参数，在25 ˚ C和150 ˚ C间，它的值近似变为两倍。 RDS(ON) 栅源导通电阻与温度的对应关系的图在每份数据说明书中都包含，如图8。 因为MOSFET正常运行Tj温度高于25 ˚ C,当估算MOSFET的耗散功率时，考虑RDS(ON)时会变大是很重要的。 动态特性包括跨导,电容以及转换时间。 正向跨导 Gfs,是增益参数，它表示在器件饱和状态下，栅极电压的变化引起的漏极电流的变化(MOSFET的饱和特性参考输出特性的平面部分。 图.9表示漏极电流函数的Gfs是怎样变化的。 电容被大多数制造厂商分成输入电容，输出电容以及反馈电容。 所引述的值是在漏源电压为25V情况下的。 仅表明了一部分性质因为MOSFET电容值是依赖于电压值的，当电压降低时电容设备升高。 图.10表明电容随电压的变化情况。 电容数值的作用是有限的。 输入电容值只给出一个大概的驱动电路所需的充电说明。 可能栅极充电信息更为有用。 如图11给出的例子。 它表明为达到一个特定的栅源电压栅极所必须充的电量。
MOSFET AO3442是耗尽型还是增强型？单单看数据表/规格书怎么看出哪些是增强型或耗尽型呢？
MOSFET管是FET的一种，可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，一般主要应用的为增强型的NMOS管和增强型的PMOS管，所以通常提到的就是这两种。 AO3422我认为是N沟道增强型，单从规格书上是看不出来的，需要问生产厂家。
半导体功率MOSFET雪崩效应的详解；
功率MOSFET的体二极管设计用于在关断状态下阻断最小漏极-源极电压值。 MOSFET体二极管的雪崩击穿现象是指反向偏置体二极管两端的电场导致漏极和源极端子之间产生大量电流流动。 典型阻断状态下的漏电流范围为几十皮安到几百纳安。 根据电路条件，雪崩、MOSFET漏极或源极中的电流范围可以从微安到数百安。 额定击穿电压，即“BV”，通常定义为MOSFET器件在给定温度范围（如工作结温范围）内的最小阻断电压，例如30V。 数据表中的BVdss值在低雪崩电流（通常为250μA或1mA）和结温=25°C时测得，同时也提供了结温范围内的BVdss数据或BVdss温度系数。 图1展示了三个温度下BVdss值作为额定电压为30V器件雪崩电流的函数。 表1列出不同功率MOSFET BV额定值的典型雪崩电压范围，这些范围在高雪崩电流（安培）和升高的结温（接近最大额定结温）下测量。 MOSFET在雪崩条件下的功率函数（雪崩电压*雪崩电流）可以具有不同形式。 本文分享了一个特定的雪崩功率函数，它是功率MOSFET数据表中雪崩额定值的基础。 在“非钳位电感开关”和“非钳位电感负载”下指定雪崩额定值，“UIS”和“UIL”分别表示“非钳位电感开关”和“非钳位电感负载”。 当驱动未钳位负载的MOSFET关断时，这些额定值适用于由此产生的Vds和Id波形。 图2和图3分别展示了基础电路和器件波形。 在特定情况下，如n沟道MOSFET，高边功率MOSFET可能会在关断时发生雪崩，这取决于栅极驱动条件。 如果关断时的栅极驱动器将栅极和源极电位放在一起，使得Vgs<。 大多数应用通常不会将MOSFET关断到未钳位负载。 然而，一些应用确实会切换未钳位的电感负载，如燃油喷射系统、ABS转储线圈和低成本、低功率螺线管负载。 雪崩问题和可能导致的器件失效是由PCB迹线和电缆布线的未钳位杂散电感、电阻器和电容器的ESL以及晶体管和二极管的封装互连电感的关断引起的。 雪崩事件也可能由电源线上的瞬变（如交流发电机负载突降）引起，而无需关断未钳位的电感负载。 然而，根据雪崩功率函数的组成，功率MOSFET数据表中的UIS (UIL)数据通常可用于评估这些雪崩事件。 MOSFET UIS性能通常是通过使器件样品经受雪崩脉冲直至失效来确定的。 选择一个固定的电感值，并增加通过电感的峰值电流，直到DUT（被测器件）失效（表现为漏极到源极到栅极短路）。 在每个Ipk增量之间允许足够的时间，确保DUT结温在下一个雪崩脉冲前回到初始条件。 收集的UIS数据是一组Ipk(fail)和几个不同电感值的相关tav工作点。 基于这组数据生成给定Tj(initial)下的Ipk(fail) vs tav曲线。 数据应拟合Ipk=A*tav-α形式的功率函数，其中A是常数，α指数幅度通常约为0.5。 这表明Ipk失效操作点可能代表基于热的失效。 功率函数Ipk=A*tav-α可以指示热失效机制。 Ipk(fail) vs tav数据被降低额定值以生成数据表图，表示功率MOSFET非钳位电感关断雪崩操作的SOA（安全工作区）。 如果应用Ipk和tav工作点低于Ipk vs tav曲线和曲线的初始Tj，则器件可以安全运行。 然而，由于HCI（热载流子注入）机制，重复的雪崩脉冲可能会导致MOSFET参数偏移。 为了降低Ipk(fail)数据的额定值，Ipk(fail)值降低到原始值的某个百分比(X)，并调整针对Ipk(fail)测量中使用的电感值的新Ipk值。 调整后的tav由以下公式给出：tav(de-rated) = L*Ipk(fail)*X/Vav。 降低额定值的Ipk函数由Ipk=B*tav-α给出，其中新的降额系数B可通过以下方式计算：B=A*X*(1/X) -α。 讨论结束，如有需要讨论或有遗漏不足之处，请大家批评指正！