深入解读MOSFET关键特性及指标
mosfet是电子系统中的重要部件，需要深入了解它的关键特性及指标才能做出正确选择。这些关键指标中，以静态特性和动态特性更为重要，本文主要讨论静态特性。
本文选取nexperia 最新推出的buk7y1r7-40h，以官方手册中的数据和图表，作为解读依据。buk7y1r7-40h于2017年9月推出，基于最新工艺-trench9制作，符合aec-q101认证。可以广泛应用于12v汽车系统，如eps，e-pump等。
静态特性表
vbr(dss) （漏极 - 源极击穿电压）- 表示在整个mosfet温度范围内，保证器件在关断状态下阻隔的漏极和源极之间的最大电压。温度范围为-55°c至+175°c。在电压和温度范围内，buk7y1r7-40h漏极和源极之间的电流保证低250µa。若器件温度低于+25°c，则该范围vbr(dss)小于等于40v；若器件温度为+25°c至+175°c，则该范围vbr(dss)小于等于40v。
关断状态下温度对特性的影响有两方面。漏电流随温度升高而增大，可使器件导通。与漏电流增大一样，击穿电压也随温度升高而上升。
vgs(th)（栅极 - 源极阈值电压）对决定mosfet的导通和关断状态而言，非常重要。vgs(th)在vds=vgs 时定义，有时候也会针对固定的vds值（例如10 v）进行引述。
需要注意，当栅极和漏极短接在一起时，针对特定电流的阈值电压定义与教科书中的示例有所不同。教科书中的参数描述了mosfet的物理状态变化，与mosfet芯片尺寸无关。但是，数据手册中使用的参数针对指定电流值，与芯片尺寸有关，因为电流与芯片面积成比例。
数据手册中的阈值电压，以最适合常规测量的方式定义，而不是以实际器件的通常使用方式为准。下图中提供的图形支持该参数。
图1
图2
第一张图显示了典型和限值器件在额定温度范围内的阈值电压变化。所有mosfet都保证在两条线之间存在阈值电压。
因此，就25°c的buk7y1r7-40h而言，若vds和vgs同时低于2v，则所有同型号器件承受的电流均低于1ma。若vds和vgs均大于4v，则所有器件承受的电流都超过1ma。175°c时，器件下限下降至1v，上限下降至2.5v。下限值通常更为重要，因为它决定器件何时应保证关断，以及相关应用需要具有多少噪声裕量。
第二张图显示了器件如何在此阈值电压附近导通。对于buk7y1r7-40h而言，若栅极电压增加不到1 v，则电流增加100,000倍。示例表示漏极 - 源极电压固定为5v的情况。
idss（漏极漏电流）保证器件在其关断状态下的最大额定漏极 - 源极电压时可传输的最大漏电流。务必要注意高温时的idss高出多少，这是最坏的情况。
igss（栅极漏电流）保证最大泄漏电流通过mosfet的栅极。计算保持器件导通所需的电流时，igss是非常重要的参数。由于该电流是通过绝缘体的漏电流，因此与idss不同的是，它与温度无关。
rds(on)（漏极 - 源极导通电阻）是最重要的参数之一。之前的参数确保器件关断时如何工作、器件如何关断以及预期有多少漏电流。当在电池应用中存在问题时，这些因素都很重要。
rds(on) 是mosfet导通时，其闭合开关的性能量度。它是决定含有mosfet的电路功耗和效率的关键因素。导通电阻 rds(on) × id2表示mosfet在完全导通情况下的功耗。功率mosfet在导通状态下可承受几十甚至几百安培的电流。
mosfet中消耗的功率使芯片温度上升至超过底座温度。此外，当mosfet芯片温度升高时，其rds(on) 也成比例地上升。建议的最大结点温度为175°c（针对所有nexperia封装的 mosfet 而言）。
以 buk7y1r7-40h 数据手册为例：
结点（芯片）和底座之间每瓦的 rth(j-mb) 温度上升值为0.51 k/w (0.51°c/w)。
温度上升150 k（tmb = 25°c，tj = 175°c）时，最大功耗
pmax = 150/0.51 = 294 w(与手册一致)。
芯片温度(tj)为175°c时的最大rds(on) = 3.7mω。
mosfet的rds(on)取决于栅极-源极电压，并且存在一个较低的数值，低于该值则该参数急剧上升。针对不同的栅极驱动器， rds(on) 随温度上升的比例也不同。有关电阻如何随温度而上升的典型曲线，如下图：
图3
结语
功率mosfet广泛应用于工业、消费和汽车领域。特别地，在刹车系统、动力转向系统、小功率电机驱动和引擎管理电路中，mosfet的地位越来越重要。了解mosfet的关键参数和电气性能，对于工程师后期的设计，能够起到事半功倍的效果。
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MIS器件,MIS器件是什么意思
本文选取nexperia 最新推出的buk7y1r7-40h，以官方手册中的数据和图表，作为解读依据。buk7y1r7-40h于2017年9月推出，基于最新工艺-trench9制作，符合aec-q101认证。可以广泛应用于12v汽车系统，如eps，e-pump等。
静态特性表
vbr(dss) （漏极 - 源极击穿电压）- 表示在整个mosfet温度范围内，保证器件在关断状态下阻隔的漏极和源极之间的最大电压。温度范围为-55°c至+175°c。在电压和温度范围内，buk7y1r7-40h漏极和源极之间的电流保证低250µa。若器件温度低于+25°c，则该范围vbr(dss)小于等于40v；若器件温度为+25°c至+175°c，则该范围vbr(dss)小于等于40v。
关断状态下温度对特性的影响有两方面。漏电流随温度升高而增大，可使器件导通。与漏电流增大一样，击穿电压也随温度升高而上升。
vgs(th)（栅极 - 源极阈值电压）对决定mosfet的导通和关断状态而言，非常重要。vgs(th)在vds=vgs 时定义，有时候也会针对固定的vds值（例如10 v）进行引述。
需要注意，当栅极和漏极短接在一起时，针对特定电流的阈值电压定义与教科书中的示例有所不同。教科书中的参数描述了mosfet的物理状态变化，与mosfet芯片尺寸无关。但是，数据手册中使用的参数针对指定电流值，与芯片尺寸有关，因为电流与芯片面积成比例。
数据手册中的阈值电压，以最适合常规测量的方式定义，而不是以实际器件的通常使用方式为准。下图中提供的图形支持该参数。
图1
图2
第一张图显示了典型和限值器件在额定温度范围内的阈值电压变化。所有mosfet都保证在两条线之间存在阈值电压。
因此，就25°c的buk7y1r7-40h而言，若vds和vgs同时低于2v，则所有同型号器件承受的电流均低于1ma。若vds和vgs均大于4v，则所有器件承受的电流都超过1ma。175°c时，器件下限下降至1v，上限下降至2.5v。下限值通常更为重要，因为它决定器件何时应保证关断，以及相关应用需要具有多少噪声裕量。
第二张图显示了器件如何在此阈值电压附近导通。对于buk7y1r7-40h而言，若栅极电压增加不到1 v，则电流增加100,000倍。示例表示漏极 - 源极电压固定为5v的情况。
idss（漏极漏电流）保证器件在其关断状态下的最大额定漏极 - 源极电压时可传输的最大漏电流。务必要注意高温时的idss高出多少，这是最坏的情况。
igss（栅极漏电流）保证最大泄漏电流通过mosfet的栅极。计算保持器件导通所需的电流时，igss是非常重要的参数。由于该电流是通过绝缘体的漏电流，因此与idss不同的是，它与温度无关。
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以 buk7y1r7-40h 数据手册为例：
结点（芯片）和底座之间每瓦的 rth(j-mb) 温度上升值为0.51 k/w (0.51°c/w)。
温度上升150 k（tmb = 25°c，tj = 175°c）时，最大功耗
pmax = 150/0.51 = 294 w(与手册一致)。
芯片温度(tj)为175°c时的最大rds(on) = 3.7mω。
mosfet的rds(on)取决于栅极-源极电压，并且存在一个较低的数值，低于该值则该参数急剧上升。针对不同的栅极驱动器， rds(on) 随温度上升的比例也不同。有关电阻如何随温度而上升的典型曲线，如下图：
图3
结语
功率mosfet广泛应用于工业、消费和汽车领域。特别地，在刹车系统、动力转向系统、小功率电机驱动和引擎管理电路中，mosfet的地位越来越重要。了解mosfet的关键参数和电气性能，对于工程师后期的设计，能够起到事半功倍的效果。
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石英晶振与MEMS晶振两者的区别对比
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