MOSFET geçit eşik voltajı bir limit veya minimum “Tam açık” anahtarlama gerilimi mi?

Bazı mosfet transistörleri için, bir başlangıç ​​kiti için alışveriş yaptım ve bir mosfet'in 5v mantık için uygun olduğunu belirten listeler fark ettim, ancak veri sayfaları Gate Threshold'un 1-2v olduğunu söylüyor. Aynı satıcı tarafından 5v'ye daha yakın olan 4v kapılı mosfetler uygun olarak ilan edilmez.

Vgs voltajının kapıya uygulanmasının mosfet'i açacağını anlıyorum, ancak farklı voltajlarla nasıl etkileşime giriyor?

Örneğin, bir mosfet 2-3 Vgs aralığındaysa ve 0-1,2-3,3-7 voltaj aralıkları uyguladıysam, bunun böyle bir şey yapacağını varsayıyorum (yanlışsam beni düzelt):

• 0-1v - kapalı
• 2-3v - oransal iletkenlik ile (maksimum 3v ile).
• 3-7v - ısı / yanma?

Geçit kaynağı eşik voltajı, gidere 100 uA akım iletmek için gereken voltajdır. Farklı MOSFET'lerin farklı tanımları vardır ve bazı cihazlar 1 mA drenaj akımında eşik gerilimini tanımlar.

Uygun bir mantık seviyesi sinyali verildiğinde belirli bir cihazın nasıl çalışabileceğinin oldukça yararlı bir karşılaştırma göstergesidir, ancak veri sayfasını incelemek her zaman en iyisidir. Tipik olarak bulabilirsiniz: -

V çok az akımın akmasına neden olduğunu görebilirsiniz, ancak kapı voltajını bunun üzerine yükselttiğinizde cihazın çok daha fazla akım ilettiğini göreceksiniz.$_{GST}$

Genellikle, MOSFET kapıları için maksimum nominal gerilimler +/- 20V'dir ve bu nedenle çalışma ve hasar seviyeleri arasında adil bir marj vardır.

Andy'nin söylediği gibi, V _{GS (th)} , yani MOSFET zar zor açıldığında ve Rds hala yüksek olduğunda eşik geçidi kaynağı voltajı düşük bir akıma karşılık gelir.

Bir kullanıcı / alışveriş perspektifinden , uygulamanızda kullanmayı planladığınız belirli bir V _GS için aramak istediğiniz şey garanti edilir (ve düşüktür) . Ne yazık ki herhangi bir veri sayfasına bağlantı vermediniz ya da sorunuzdaki belirli parçaları adlandırmadınız, ancak eminim düşük Rds (açık) MOSFET'iniz için sadece 4-5V'de verilmiştir.

Ayrıca MOSFET, izin verilen maksimum değeri aşmadığınız sürece daha yüksek V _GS'de "ısıtmaz / yanmaz" . Aslında tamamen açık olduğundan emin olmak için yüksek V _GS ile sürmek daha iyidir .

Örneğin, FDD24AN06LA0_F085 MOSFET'in 1 ve 2V arasında bir V _{GS (th) değeri vardır} , ancak bu noktadaki drenaj akımının sadece 250µA olması garanti edilir, bu da muhtemelen yararlı olamayacak kadar düşüktür. Öte yandan, "rDS (ON) = 20mΩ (Tip.), VGS = 5V, ID = 36A" sözü veriyorlar. Yani bu MOSFET'i normalde 5V veya üzeri V _GS ile kullanırsınız . Ayrıca, bu MOSFET için V _GS 20V'u geçmemeli (veya -20V altına düşmemelidir) veya hasar görür. Ancak bu aralıktaki her şey yolunda.

Veri sayfasının ilgili parçaları:

Hangi detaylı olarak:

Derecelendirmeleri aşmayın:

Ayrıca Rds (on) 'un Vgs ve drenaj akımına karşı grafiği de dikkat çekicidir:

Genel olarak, vaat edilen düşük Rds'ler (açık) oldukça uzmanlaşmış bir test koşuluna sahip olacaktır (belirli bir görev döngüsü gibi). Genel bir kural olarak, veri sayfasında vaat edilenlere karşı ikiye katlarım.

• Arasında karışık sakın Gate Threshold Voltage (Vth)ve Gate-Source Voltage(Vgs). Vth, MOSFET'in doğal bir özelliğidir; oysa Vgs, MOSFET'in bir girdisidir. Giriş istenen seviyenin altında olduğunda, yani Vgs < VthMOSFET kapalı olacaktır. MOSFET'i açmak için Vgs> Vth uygulamanız gerekir.

• Vth, MOSFET imalat işlemi sırasında belirlenen bir şeydir. Bununla birlikte, pratik koşullar ve imalat kusurları nedeniyle, bir MOSFET için asla mükemmel bir sabit Vth elde edemezsiniz. Böylece, her zaman bir dizi Vth vardır. 1-2 V'luk V, MOSFET'inizin eşik voltajının 1-2 V aralığında değişeceği anlamına gelir.

• Peki, Vgs nedir? Vgs, MOSFET'in kapısına uyguladığınız gerçek kapı voltajıdır. MOSFET'i açmak için Vgs> Vth uygulamanız gerekir. Ancak, maksimum tahliye akımının Vgs ile değiştiğine dikkat edin. Bu nedenle, uygulayarak Vgs = Vth(min)maksimum nominal drenaj akımının MOSFET içinden akmasını beklediğinizi düşünmeyin . At Vgs = Vth, MOSFET sadece ON döner ve büyük bir drenaj akımı akmasına izin vermek için hiçbir pozisyondadır.

• Vgs'de neden bir maksimum sınır var? Kapı kaynağı voltajı, kapının altında bir kanal oluşturmaktan sorumludur. Bu voltaj tarafından üretilen elektrik alanı, elektronları kapıya doğru çeken şeydir, bu da sonuçta kaynak ve drenaj arasında akım akışı için kanalı oluşturur. Herhangi bir kaçak akımdan kaçınmak için, kapı terminalinin altında ince bir yalıtım katmanı - kapı oksit bulunur. Bu SiO2 katmanı, MOSFET'i özel kılan şeydir (bu tartışmanın kapsamı dışında bir konu). Mesele şu ki, her dielektrik / izolatör tabakası sadece belirli maksimum güce dayanabilir. Bunun ötesinde, dielektrik / yalıtkan parçalanır ve kısa devre gibi davranır. Yani, başvurursanızVgs > Vgs(max)oksit tabakasının taşıyabileceğinden daha fazla kuvvet üretecek yüksek bir elektrik alanı üretilecektir. Sonuç olarak, kapı oksit tabakası parçalanacak ve izole etmesi gereken tabakaları kısaltacaktır. Bir dielektrik / izolatör tabakasının bozulması, katmanın kendisinde zayıf bir nokta AKA sıcak noktası oluşturur ve sonuç olarak akım zayıf noktadan akmaya başlar. Bu, lokal ısınmaya ve akımın artmasına yol açar, bu da ısıtmayı daha da artırır. Bu döngü devam eder ve son olarak sıcak noktadaki Silikon, dielektrik / yalıtkan ve diğer malzemelerin erimesine yol açar.