Чи порогова напруга затвора MOSFET є граничною або мінімальною напругою перемикання "Повний ввімкнення"?

Я купував деякі транзистори MOSFET, стартовий комплект, і помітив списки, в яких говориться, що MOSFET підходить для логіки 5 В, але в аркушах даних говориться, що Поріг воріт становить 1-2 В. 4-футові мембрани з закритим типом, які ближче до 5В, тим самим продавцем не рекламуються як придатні.

Я розумію, що застосування напруги Vgs до воріт переключить MOSFET, але як це взаємодіє з різними напругами?

Так, наприклад, якщо MOSFET мав Vgs діапазон 2-3, і я застосував до нього діапазони напруги 0-1,2-3,3-7, я припускаю, що це піде приблизно так (виправте мене, якщо я помиляюся):

• 0-1v - вимкнено
• 2-3В - з пропорційною провідністю (3В мають максимум).
• 3-7v - тепло / опік?

Порогова напруга затвора-джерела - це напруга, необхідна для проведення (зазвичай) 100 мкА струму в злив. Різні MOSFET мають різні визначення, і деякі пристрої визначають порогову напругу при зливному струмі до 1 мА.

Це досить корисний порівняльний показник того, як певний пристрій може працювати при поданні сигналу належного рівня логіки, але завжди краще вивчити аркуш даних. Типово ви можете знайти це: -

$_{GST}$

Зазвичай, максимальна номінальна напруга для воріт MOSFET становить +/- 20V, тому між рівнем експлуатації та пошкодженнями є велика межа.

Як каже Енді V _{GS (й)} , тобто порогова напруга на джерелі затвора відповідає низькому струму, коли MOSFET ледь включається, а Rds все ще високий.

З точки зору користувача / покупок, те, що ви хочете шукати, є гарантованим (і низьким) RDS (включеним) для даного V _GS яке ви плануєте використовувати у своїй програмі. На жаль, ви не зв’язали жодних таблиць даних та не назвали жодних конкретних частин у вашому запитанні, але я впевнений, що гарантовано низький RDS (увімкнено) надається лише на 4-5В для вашого MOSFET.

Також MOSFET не буде «нагріватися / горіти» при більш високій V _GS , доки ви не перевищите максимально дозволений. Насправді краще їхати з високим V _GS , щоб переконатися, що він повністю включений.

Наприклад, MDFET FDD24AN06LA0_F085 має V _{GS (го)} між 1 і 2 В, але струм зливу в цій точці гарантовано лише 250 мкА, що, ймовірно, є занадто низьким, щоб бути корисним. З іншого боку, вони обіцяють "rDS (ON) = 20mΩ (тип.), VGS = 5V, ID = 36A". Таким чином, ви зазвичай будете використовувати цей MOSFET з V _GS 5V або вище. Крім того, для цього MOSFET, V _GS не повинен перевищувати 20 В (або переходити до -20 В), інакше він пошкодиться. Але все в цьому діапазоні добре.

Ось відповідні біти даних:

Що докладно описано як:

Не перевищуйте рейтинги:

Також варто відзначити графік Rds (on) проти Vgs та зливний струм:

Загалом, низький RDS (увімкнено) матиме досить спеціалізований тестовий стан (наприклад, певний робочий цикл). Як правило, я подвоюю його в порівнянні з тим, що обіцяно в таблиці.

• Не плутайтесь між Gate Threshold Voltage (Vth)і Gate-Source Voltage(Vgs). Vth є притаманною властивістю MOSFET, тоді як Vgs є входом у MOSFET. Кожен раз, коли вхід менше бажаного рівня, тобто колиVgs < Vth , MOSFET буде вимкнено. Щоб увімкнути MOSFET, вам слід застосувати Vgs> Vth.

• Vth - це те, що визначається в процесі виготовлення MOSFET. Однак, завдяки практичним умовам та недосконалості виготовлення, ви ніколи не отримаєте ідеальну постійну Vth для MOSFET. Таким чином, завжди існує діапазон Vth. Vth 1-2 V означає, що порогова напруга вашого MOSFET буде змінюватися в межах 1-2 V.

• Отже, що таке Vgs? Vgs - це фактична напруга затвора, яке ви застосовуєте до воріт MOSFET. Щоб увімкнути MOSFET, слід застосувати Vgs> Vth. Однак зауважте, що максимальний струм зливу змінюється залежно від Vgs. Тому не думайте, що, застосувавши, Vgs = Vth(min)ви можете очікувати, що максимальний номінальний струм зливу буде протікати через MOSFET. При цьому Vgs = Vth, MOSFET просто вмикається і не в змозі дозволити протікати величезний зливний струм.

• Чому існує максимальний ліміт на Vgs? Напруга на джерело-джерело відповідає за формування каналу під затвором. Електричне поле, що виробляється цією напругою, - це те, що тягне електрони до затвору, що в кінцевому підсумку формує канал струму, який протікає між джерелом і стоком. Щоб уникнути будь-якого струму витоку, під клемою затвора є тонкий ізоляційний шар - оксид воріт. Цей шар SiO2 - це те, що робить MOSFET особливим (тема виходить за межі цієї дискусії). Справа в тому, що кожен шар діелектрика / ізолятора може витримати лише певну максимальну силу. Крім цього, діелектрик / ізолятор руйнується і поводиться як коротке замикання. Отже, якщо ви звернетесьVgs > Vgs(max)вийде високе електричне поле, яке буде генерувати силу, вищу, ніж оксидний шар. В результаті шар оксиду затвора руйнується і скоротить шари, які він повинен був ізолювати. Поломка діелектричного / ізоляторного шару створює слабке місце гарячої точки AKA на самому шарі і в результаті струм починає текти через слабке місце. Це призводить до локалізованого нагріву та збільшення струму, що ще більше збільшує нагрівання. Цей цикл триває і, нарешті, призводить до розплавлення кремнію, діелектрика / ізолятора та інших матеріалів у гарячій точці.