Domanda:
Perdita MOSFET a bassa sorgente di drenaggio
TRISAbits
2014-02-03 13:37:59 UTC
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Ho esaminato il diodo bypass intelligente SM74611 di Texas Instruments e sono rimasto molto colpito dalla corrente di dispersione inversa riportata (0,3 uA a 25 ° C). Considerando che il dispositivo ha un FET a canale N, 0,3 uA di corrente di dispersione della sorgente di drenaggio a 25 ° C non è nulla da ridere considerando che la maggior parte dei FET di solito ha una corrente di dispersione della sorgente di drenaggio di 1 uA.

All'inizio I pensavo che questa discrepanza potesse essere facilmente spiegata trovando il FET giusto online, ma mi sono subito reso conto che avrei passato giorni a cercare di trovare detta parte poiché questo parametro di solito non è specificato nelle ricerche parametriche.

Fa un sub Esiste un FET di corrente di dispersione della sorgente di drenaggio -1uA o c'è qualche trucco per ottenere una corrente di dispersione più piccola da un FET tipico?

Cinque risposte:
Nicola
2015-02-25 18:19:54 UTC
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Recentemente ho caratterizzato diversi dispositivi mosfet di segnale e persino di potenza (ad esempio FDP6030BL nel caso TO220), a temperatura ambiente, utilizzando un Agilent B1500. Con mia estrema sorpresa, la corrente di drenaggio in stato OFF (Vgs = 0) nella maggior parte dei casi (anche nei dispositivi di alimentazione!) Era compresa tra 0,1 pA e 10 pA (a circa Vds = 20V), nonostante fosse 1uA in tutto il schede tecniche. I peggiori avevano 100pA. Tuttavia, questo non significa che tutti i dispositivi mostreranno prestazioni così buone in stato OFF!

Ciò conferma l'affermazione di Spehro che le cifre della scheda tecnica tendono ad essere conservative.Grazie per aver condiviso le informazioni: è sempre fantastico avere nuove informazioni su questo tipo di cose.
Spehro Pefhany
2014-02-03 19:40:49 UTC
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Non c'è garanzia con il tuo dispositivo .. è 300 nA a 25 ° C e 3,3 uA ad alta temperatura tipico . Infatti, se la distribuzione delle perdite è gaussiana (un "se" piuttosto grande), ti aspetteresti che 1uA sarebbe un'ipotesi ragionevole per il massimo (\ $ 3 \ sigma \ $).

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Se desideri una dispersione tipica bassa, dovresti scegliere un dispositivo che non sia più grande (in termini di corrente nominale di drenaggio) del necessario e uno con un \ $ relativamente alto V_ {TH} \ $ piuttosto che un gigantesco MOSFET valutato per un drive da 1,8V. Alcuni MOSFET di piccolo segnale sono tipicamente 1pA a 25 ° C, che è 300.000 volte meglio dell'SM74611.

La maggior parte delle persone non si preoccupa più di tanto delle perdite, quindi le cifre massime tendono ad essere prudenti. Non conosco alternative alla consultazione delle schede tecniche per vedere cosa è garantito o specificato come tipico. Puoi sempre misurarlo da solo, ma il lotto successivo potrebbe (in teoria comunque) essere molto diverso. Lo stesso numero di parte di un produttore diverso probabilmente sarà diverso.

1pA! Non ho mai sentito né visto una corrente di dispersione così bassa. Hai in mente un numero di parte specifico o un produttore: sono molto curioso di leggere di che tipo di MOSFET si tratta.
Non sono sicuro di ricordare .. Advanced Linear ha un numero di array MOSFET con 10pA tipici @25 ° C (es. ALD110808). Il 2N4417 JFET ha una tipica perdita di drenaggio di 200 fA!
Sembra che ON Semiconductor fornisca una curva Ids vs Vds per Vgs = 0v (perdita di stato OFF).Vedere la figura 6 di [NTJD4001N] (http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NTJD4001N-D.PDF) per un esempio.Questa curva indica che la corrente di dispersione è di circa 20 nA e questo è per una temperatura di giunzione di 125 ° C.Per temperature inferiori, sarebbe più piccolo.
jherbold
2015-08-09 06:31:17 UTC
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Una bassa dispersione nello stato off non è un requisito tipico del circuito per i MOSFET di potenza. In particolare con una tensione di alimentazione VDS bassa o addirittura nulla. La maggior parte delle schede tecniche specifica la dispersione con un VDS vicino alla rottura VDS del transistor poiché questo tipo di dispersione è molto più importante per la commutazione di potenza come la conversione CC / CC. Considera che 1A di corrente on contro 1uA di corrente off è 6 decadi o 120 dB; questo è un drastico cambiamento nel flusso di corrente; chiedere di più sembra eccessivo.

È frustrante che non ci siano MOSFET progettati per la commutazione analogica a bassa dispersione. Potresti considerare un interruttore analogico. Il dispositivo con le perdite più basse che sono riuscito a trovare è MAX326 / MAX327. Questi hanno resistenze di circa 2k, quindi non sono accettabili per nulla tranne la commutazione a bassa corrente.

Esistono MOSFET con specifiche a bassa dispersione ma fanno parte di un relè a stato solido. Ciò significa che hanno il vantaggio di dispositivi back to back per il blocco bidirezionale della tensione e l'isolamento ottico del "gate" dai nodi commutati. Ci sono molti svantaggi come velocità di commutazione lenta, costi più elevati, meno scelte e in genere più capacità sui nodi commutati per lo stesso Ron di un MOSFET discreto.

Puoi ridurre la dispersione da drain a source diminuendo il gate voltaggio. La maggior parte dei MOSFET di potenza sono classificati per portare da +/- 10 a +/- 20 V gate alla sorgente. Guidare il gate negativo su un dispositivo a canale n ridurrà le perdite. Una tensione di gate più negativa impoverisce ulteriormente il canale degli elettroni. Gli elettroni creati termicamente che sono responsabili della dispersione vengono allontanati dal canale dal campo elettrico del gate e nel corpo (che è collegato alla sorgente in un FET discreto). Ci sono molte ricerche e dati che mostrano questo effetto di conduzione sotto la soglia. Tutto ciò è diretto all'elaborazione di circuiti integrati a linea sottile in cui la dispersione sotto soglia di milioni di transistor può sommarsi a una grande corrente statica.

Qualcosa su cui potresti non avere il controllo è la temperatura del FET, ma una temperatura più bassa significa una minore perdita.

Non dimenticare che potrebbe esserci una giunzione pn tra il gate e la sorgente (per proteggere il gate ) quindi guidare il gate negativo può aumentare la perdita di gate to source.

Avevi intenzione di scrivere MAX326 / MAX327?
Andy aka
2014-02-03 14:30:46 UTC
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Il BSC067N06LS3G ha una tipica perdita di 0,1uA. È valutato anche da 50 A e 60 V. Il BSC093N04LSG è lo stesso. Forse hai bisogno di guardare i MOSFET Infineon. Questi sono tutti valori tipici. i valori massimi sono 1uA. Normalmente anche il tuo dispositivo è 0,3 µA.

A proposito, non ci sono trucchi per ridurre la corrente di dispersione: devi solo trovare il dispositivo giusto.

Se solo Digikey / Mouser / ecc. aveva una cifra di corrente di dispersione per me per trovare queste parti. I MOSFET che hai indicato sono molto interessanti: mi chiedo chi oltre a Infineon produca MOSFET a bassa corrente di dispersione; sarebbe bello confrontarli con la concorrenza.
Distinguere tra "bassa perdita" e "garantito come bassa perdita".
AiliumoxbgCMT Buon punto.
Andrew Martin
2016-09-20 23:38:36 UTC
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Vecchia domanda, ma mi sono imbattuto in questa discussione quando ho riscontrato lo stesso problema dell'OP.Quindi per i posteri, contribuirò con ciò che ho trovato.

Sembra che ON Semiconductor fornisca una curva Ids vs Vds per Vgs = 0v (OFF state leakage) per la sua famiglia di FET di piccoli segnali (a differenza di altri fornitori).Vedere la figura 6 di NTJD4001N per un esempio. Questa curva indica che la corrente di dispersione è di circa 20 nA , e questo è per una temperatura di giunzione di 125 ° C.Per temperature inferiori, sarebbe inferiore.

Ora lo stesso foglio dati indica anche che la corrente di drenaggio di dispersione max (Idss) è 1uA, che ho visto anche sui fogli dati nFET di fairchild.Quindi tieni presente che la curva della figura 6 è probabilmente una tipica curva di comportamento.Ma nella mia mente si otterrebbe solo 1 ua di perdita negli scenari peggiori (alta temperatura, grandi Vd, ecc.).

Grande scoperta!Potrei benissimo avere una nuova ragione per iniziare ad acquistare parti ON Semi.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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