场效应晶体管的参数：数据表上写的是什么
今天的功率逆变器和许多其他电子设备很少不使用强大的 MOSFET（场效应）或 IGBT晶体管…这既适用于焊接逆变器等高频转换器，也适用于各种家庭项目，其原理图在互联网上很完整。
目前生产的功率半导体的参数允许在高达 1000 伏特的电压下切换数十和数百安培的电流。现代电子市场上这些元件的选择范围相当广泛，选择具有必要参数的场效应晶体管在今天绝不是问题，因为每个有自尊心的制造商都伴随着特定型号的场效应晶体管技术文档，始终可以在制造商的官方网站和官方经销商处找到。
在使用指定的电源组件继续设计这个或那个设备之前，您应该始终知道您正在处理什么，尤其是在选择特定的场效应晶体管时。为此，他们求助于信息表。数据表是电子元件制造商的官方文件，包含描述、参数、产品特性、典型图等。
让我们看看制造商在数据表中指示的参数，它们的含义和用途。让我们看一下 IRFP460LC FET 的示例数据表。这是一种相当流行的 HEXFET 功率晶体管。
HEXFET 意味着这样一种晶体结构，其中数千个并联连接的六边形 MOSFET 单元被组织成一个单晶。该解决方案可以显着降低开路通道 Rds (on) 的电阻，并可以切换大电流。但是，让我们继续查看国际整流器 (IR) 的 IRFP460LC 数据表中直接列出的参数。
在文档的最开始，给出了晶体管的示意图，给出了它的电极的名称：G-gate（栅极）、D-drain（漏极）、S-source（源极），还有它的主要标明了参数，并列出了杰出的品质。在本例中，我们看到该 N 沟道 FET 的设计最大电压为 500 V，其开路电阻为 0.27 欧姆，其限制电流为 20 A。减少的栅极电荷使该组件可用于高用于开关控制的低能耗频率电路。下表（图1）列出了各种模式下各种参数的最大允许值。
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Id @ Tc = 25 °C；连续漏极电流 Vgs @ 10V — 在 FET 本体温度为 25 °C 时，最大连续、连续漏极电流为 20 A。在 10 V 的栅源电压下。
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Id @ Tc = 100 °C;连续漏极电流 Vgs @ 10V — 在 FET 本体温度为 100 °C 时，最大连续、连续漏极电流为 12 A。在 10 V 的栅源电压下。
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Idm @ Tc = 25 °C；脉冲漏极电流 — 在 FET 本体温度为 25 °C 时，最大脉冲、短期漏极电流为 80 A。受制于可接受的结温。图11（图11）提供了相关关系的解释。
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Pd @ Tc = 25 °C 功耗 — 在 25 °C 的外壳温度下，晶体管外壳消耗的最大功率为 280 W。
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线性降额系数——外壳温度每升高 1°C，功耗就会额外增加 2.2 瓦。
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Vgs 栅源电压 - 最大栅源电压不应高于 +30V 或低于 -30V。
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Eas 单脉冲雪崩能量——下水道中单脉冲的最大能量为 960 mJ。图 1 给出了解释。 12（图12）。
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Iar 雪崩电流 — 最大中断电流为 20 A。
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耳朵重复雪崩能量——下水道中重复脉冲的最大能量不得超过 28 mJ（每个脉冲）。
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dv / dt 峰值二极管恢复 dv / dt — 漏极电压的最大上升率为 3.5 V / ns。
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Tj, Tstg 结工作和存储的温度范围——安全温度范围从-55°C到+150°C。
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焊接温度，持续 10 秒——最高焊接温度为 300°C，并且距离主体至少 1.6 毫米。
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安装扭矩，6-32 或 M3 螺钉 — 最大外壳安装扭矩不应超过 1.1 Nm。
下面是温度电阻表（图 2）。选择合适的散热器时需要这些参数。
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Rjc 结到外壳（水晶外壳）0.45°C/W。
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Rcs 主体到下沉、平坦、润滑表面 0.24 °C/W
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Rja 结到环境取决于散热器和环境条件。
下表包含芯片温度为 25°C 时 FET 的所有必要电气特性（见图 3）。
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V (br) dss 源到源输出电压——发生击穿时的源到源电压为 500 V。
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ΔV (br) dss / ΔTj 击穿电压温度。系数 — 温度系数，击穿电压，在本例中为 0.59 V/°C。
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Rds (on) 源与源之间的静态电阻 - 温度为 25°C 时，开放通道的源与源之间的电阻，在本例中为 0.27 欧姆。这取决于温度，但稍后会更多。
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Vgs (th) Gres 阈值电压 — 开启晶体管的阈值电压。如果栅极-源极电压较低（在本例中为 2 - 4 V），则晶体管将保持关闭状态。
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gfs 正向电导 — 传输特性的斜率等于漏极电流变化与栅极电压变化之比。在这种情况下，它是在 50 V 的漏源电压和 20 A 的漏极电流下测量的。以安培/伏特或西门子为单位测量。
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Idss 源-源漏电流-漏电流取决于源-源电压和温度。以微安为单位测量。
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Igss Gate-to-Source Forward Leakage and Gate-to-Source Reverse Leakage——栅极漏电流。它以纳安为单位测量。
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Qg 总栅极电荷 — 必须报告给栅极以打开晶体管的电荷。
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Qgs Gate-to-Source Charge 栅源电容电荷。
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Qgd Gate-to-Drain («Miller») Charge-corresponding gate-to-drain charge (米勒电容)
在这种情况下，这些参数是在等于 400 V 的源到源电压和 20 A 的漏极电流下测量的。显示了这些测量的图表。
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td (on) 开启延迟时间 — 打开晶体管的时间。
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tr 上升时间 — 打开脉冲（上升沿）的上升时间。
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td (off) 关闭延迟时间 — 关闭晶体管的时间。
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tf 下降时间 — 脉冲下降时间（晶体管闭合、下降沿）。
在这种情况下，测量是在 250 V 的电源电压、20 A 的漏极电流、4.3 欧姆的栅极电路电阻和 20 欧姆的漏极电路电阻下进行的。示意图和曲线图如图 10a 和 b 所示。
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Ld Internal drain inductance——漏极电感。
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Ls Internal source inductance——源极电感。
这些参数取决于晶体管外壳的版本。它们在驱动器的设计中很重要，因为它们直接关系到关键的时序参数，这在高频电路的开发中尤为重要。
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Ciss Input Capacitance——由传统的栅极-源极和栅极-漏极寄生电容形成的输入电容。
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Coss输出电容是由常规的源-源和源-漏寄生电容形成的输出电容。
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Crss 反向传输电容 — 栅极-漏极电容（米勒电容）。
这些测量是在 1 MHz 的频率和 25 V 的源到源电压下执行的。图 5 显示了这些参数对源到源电压的依赖性。
下表（见图 4）描述了通常位于源极和漏极之间的集成内部场效应晶体管二极管的特性。
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Is Continuous Source Current (Body Diode) — 二极管的最大连续源电流。
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Ism 脉冲源电流（体二极管）——通过二极管的最大允许脉冲电流。
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Vsd 二极管正向电压 — 当栅极为 0 V 时，在 25 °C 和 20 A 漏极电流下二极管两端的正向压降。
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trr 反向恢复时间 — 二极管反向恢复时间。
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Qrr 反向恢复电荷 — 二极管恢复电荷。
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ton 正向开启时间 - 二极管的开启时间主要取决于漏极和源极电感。
此外，在数据表中，给出了给定参数对温度、电流、电压以及它们之间的依赖关系的图表（图 5）。
给出了漏极电流限制，具体取决于脉冲持续时间为 20 μs 时的漏源电压和栅源电压。第一个数字是 25°C 的温度，第二个是 150°C 的温度。温度对通道开口可控性的影响是显而易见的。
图 6 以图形方式显示了该 FET 的传输特性。显然，栅源电压越接近10V，晶体管导通越好。在这里，温度的影响也非常明显。
图 7 显示了漏极电流为 20 A 时开路电阻对温度的依赖性。显然，随着温度升高，通道电阻也会升高。
图 8 显示了寄生电容值对施加的源-源电压的依赖性。可以看出，即使在源漏电压超过 20 V 的阈值后，电容也不会发生明显变化。
图 9 显示了内部二极管中正向压降对漏极电流大小和温度的依赖性。图 8 显示了晶体管的安全工作区与导通时间长度、漏极电流幅度和漏源电压的函数关系。
图 11 显示了最大漏极电流与外壳温度的关系。
图a和b显示了测量电路和曲线图，显示了在增加栅极电压的过程中和在将栅极电容放电到零的过程中晶体管打开的时序图。
图 12 显示了晶体管（晶体）的平均热特性与脉冲持续时间的依赖关系图，具体取决于占空比。
图 a 和 b 显示了测量设置和电感打开时脉冲对晶体管的破坏性影响图。
图 14 显示了脉冲的最大允许能量对中断电流值和温度的依赖性。
图 a 和 b 显示了栅极电荷测量的图表。
图 16 显示了晶体管内部二极管中典型瞬变的测量设置和图表。
最后一张图显示了 IRFP460LC 晶体管的外壳、尺寸、引脚之间的距离及其编号：1 栅极、2 漏极、3 东。
因此，在阅读数据表后，任何开发人员都可以为设计或维修的电源转换器选择合适的功率或不多的场效应或 IGBT 晶体管，无论是 焊接逆变器, 频率工作者 或其他电源开关转换器。
知道了场效应晶体管的参数，就可以胜任开发驱动器、配置控制器、进行热计算和选择合适的散热器，而无需安装太多。