在汽車電子的驅動負載的各種應用中，最常見的半導體元件就是功率MOSFET了,。本文不準備寫成一篇介紹功率MOSFET的技術大全，只是讓讀者去了解如何正確的理解功率MOSFET數據表中的常用主要參數,，以幫助設計者更好的使用功率MOSFET進行設計,。
數據表中的參數分為兩類：即最大額定值和電氣特性值。對于前者,，在任何情況下都不能超過,，否則器件將永久損害;對于后者，一般以最小值,、最大值,、和典型值的形式給出，它們的值與測試方法和應用條件密切相關,。在實際應用中,，若超出電氣特性值,，器件本身并不一定損壞，但如果設計裕度不足,，可能導致電路工作失常,。
在功率MOSFET的數據表給出的參數中， 通常最為關心的基本參數為
,、
,、Qgs、和Vgs,。更為高級一些的參數,，如ID、Rthjc,、SOA,、Transfer Curve、EAS等,，將在本文的下篇中再做介紹,。
為了使每個參數的說明更具備直觀性和易于理解，選用了英飛凌公司的功率MOSFET,，型號為IPD90N06S4-04（http://www.infineon.com/optimos-T）,。本文中所有的表格和圖表也是從IPD90N06S4-04中摘錄出來的。下面就對這些參數做逐一的介紹,。
： 通態(tài)電阻,。
是和溫度和Vgs相關的參數，是MOSFET重要的參數之一,。在數據表中，給出了在室溫下的典型值和最大值,，并給出了得到這個值的測試條件,，詳見下表。
除了表格以外,，數據表中還給出了通態(tài)電阻隨著結溫變化的數據圖,。從圖中可以看出，結溫越高,，通態(tài)電阻越高,。正是由于這個特性，當單個功率MOSFET的電流容量不夠時,，可以采用多個同類型的功率MOSFET并聯來進行擴流,。
如果需要計算在指定溫度下的
，可以采用以下的計算公式,。
上式中 為與工藝技術有關的常數,，對于英飛凌的此類功率MOSFET,，可以采用0.4作為常數值。如果需要快速的估算,，可以粗略認為：在最高結溫下的 通態(tài)電阻是室溫下通態(tài)電阻的2倍,。下表的曲線給出了
隨環(huán)境溫度變化的關系。
：定義了MOSFET的源級和漏級的最大能購承受的直流電壓,。在數據表中,，此參數都會在數據表的首頁給出。注意給出的
值是在室溫下的值,。
此外,，數據表中還會給出在全溫范圍內（-55 C…+175 C） 
隨著溫度變化的曲線。
從上表中可以看出,，
是隨著溫度變化的,，所以在設計中要注意在極限溫度下的 仍然能夠滿足系統(tǒng)電源對 的要求。
Qgs：數據表中給出了為了使功率MOSFET導通時在給定了的Vds電壓下,，當Qgs變化時的柵級電荷變化的曲線,。從圖表中可以看出，為了使MOSFET完全導通,，Qgs的典型值約等于10V,，由于器件完全導通，可以減少器件的靜態(tài)損耗,。
Vgs：描述了在指定了漏級電流下需要的柵源電壓,。數據表中給出的是在室溫下，當Vds= Vgs時,，漏極電流在微安等級時的Vgs電壓,。數據表中給出了最小值、典型值和最大值,。
需要注意的是,，在同樣的漏極電流下，Vgs電壓會隨著結溫的升高而減小,。在高結溫的情況下,，漏極電流已經接近達到了Idss （漏極電流）。為此,，數據表中還會給出一條比常溫下指定電流大10倍的漏極電流曲線作為設計參考,。如下圖所示。
以上介紹了在功率MOSFET數據表中最為設計者關心的基本參數
,、
,、Qgs、和Vgs,。
在汽車電子的驅動負載的各種應用中,，最常見的半導體元件就是功率MOSFET了,。本文不準備寫成一篇介紹功率MOSFET的技術大全，只是讓讀者去了解如何正確的理解功率MOSFET數據表中的常用主要參數,，以幫助設計者更好的使用功率MOSFET進行設計,。
數據表中的參數分為兩類：即最大額定值和電氣特性值。對于前者,，在任何情況下都不能超過,，否則器件將永久損害;對于后者，一般以最小值,、最大值,、和典型值的形式給出，它們的值與測試方法和應用條件密切相關,。在實際應用中,，若超出電氣特性值，器件本身并不一定損壞,，但如果設計裕度不足,，可能導致電路工作失常。
在功率MOSFET的數據表給出的參數中,， 通常最為關心的基本參數為,、、Qgs,、和Vgs,。更為高級一些的參數，如ID,、Rthjc,、SOA、Transfer Curve,、EAS等,，將在本文的下篇中再做介紹。
為了使每個參數的說明更具備直觀性和易于理解,，選用了英飛凌公司的功率MOSFET，型號為IPD90N06S4-04（http://www.infineon.com/optimos-T）,。本文中所有的表格和圖表也是從IPD90N06S4-04中摘錄出來的,。下面就對這些參數做逐一的介紹。
： 通態(tài)電阻,。是和溫度和Vgs相關的參數,，是MOSFET重要的參數之一。在數據表中,，給出了在室溫下的典型值和最大值,，并給出了得到這個值的測試條件,，詳見下表。
除了表格以外,，數據表中還給出了通態(tài)電阻隨著結溫變化的數據圖,。從圖中可以看出，結溫越高,，通態(tài)電阻越高,。正是由于這個特性，當單個功率MOSFET的電流容量不夠時,，可以采用多個同類型的功率MOSFET并聯來進行擴流,。
如果需要計算在指定溫度下的，可以采用以下的計算公式,。
上式中 為與工藝技術有關的常數,，對于英飛凌的此類功率MOSFET，可以采用0.4作為常數值,。如果需要快速的估算,，可以粗略認為：在最高結溫下的 通態(tài)電阻是室溫下通態(tài)電阻的2倍。下表的曲線給出了隨環(huán)境溫度變化的關系,。
：定義了MOSFET的源級和漏級的最大能購承受的直流電壓,。在數據表中，此參數都會在數據表的首頁給出,。注意給出的值是在室溫下的值,。
此外，數據表中還會給出在全溫范圍內（-55 C…+175 C） 隨著溫度變化的曲線,。
從上表中可以看出,，是隨著溫度變化的，所以在設計中要注意在極限溫度下的 仍然能夠滿足系統(tǒng)電源對 的要求,。
Qgs：數據表中給出了為了使功率MOSFET導通時在給定了的Vds電壓下,，當Qgs變化時的柵級電荷變化的曲線。從圖表中可以看出,，為了使MOSFET完全導通,，Qgs的典型值約等于10V，由于器件完全導通,，可以減少器件的靜態(tài)損耗,。
Vgs：描述了在指定了漏級電流下需要的柵源電壓。數據表中給出的是在室溫下,，當Vds= Vgs時,，漏極電流在微安等級時的Vgs電壓。數據表中給出了最小值,、典型值和最大值,。
需要注意的是,，在同樣的漏極電流下，Vgs電壓會隨著結溫的升高而減小,。在高結溫的情況下,，漏極電流已經接近達到了Idss （漏極電流）。為此,，數據表中還會給出一條比常溫下指定電流大10倍的漏極電流曲線作為設計參考,。如下圖所示。
以上介紹了在功率MOSFET數據表中最為設計者關心的基本參數,、,、Qgs、和Vgs,。
為了更深入的理解功率MOSFET的其它一些參數,，本文仍然選用英飛凌公司的功率MOSFET為例，型號為IPD90N06S4-04（http://www.infineon.com/optimos-T）,。為了使每個參數的說明更具備直觀性和易于理解,，所有的表格和圖表也是從IPD90N06S4-04中摘錄出來的。下面就對這些參數做逐一的介紹,。
如果需要更好的理解功率MOSFET,，則需要了解更多的一些參數，這些參數對于設計都是十分必要和有用的,。這些參數是ID,、Rthjc、SOA,、Transfer Curve,、和EAS。
ID：定義了在室溫下漏級可以長期工作的電流,。需要注意的是,，這個ID電流的是在Vgs在給定電壓下，TC=25℃下的ID電流值,。
ID的大小可以由以下的公式計算：
以IPD90N06S4-04為例,，計算出的結果等于169A。為何在數據表上只標注90A呢,？這是因為最大的電流受限于封裝腳位與焊線直徑,，在數據表的注釋1）中可以看到詳細的解釋。如下表所示：
此外,，數據表中還給出了ID和結溫之間的曲線關系。從下表中可以看出,，當環(huán)境溫度升高時,， ID會隨著溫度而變化,。在最差的情況下，需要考慮在最大環(huán)境溫度下的ID的電流仍然滿足電路設計的正常電流的要求,。
Rthjc：溫阻是對設計者需要非常關注的設計參數,，特別是當需要計算功率MOSFET在單脈沖和不同占空比時的功率損耗時，就需要查看這個數據表來進行設計估算,。筆者將在如何用數據表來進行設計估算中來具體解釋,。
SOA：功率MOSFET的過載能力較低，為了保證器件安全工作,，具有較高的穩(wěn)定性和較長的壽命,，對器件承受的電流、電壓,、和功率有一定的限制,。把這種限制用Uds-Id坐標平面表示，便構成功率MOSFET的安全工作區(qū) （Safe OperaTIng Area,，縮稱SOA）,。同一種器件，其SOA的大小與偏置電壓,、冷卻條件,、和開關方式等都有關系。如果要細分SOA,，還有二種分法,。按柵極偏置分為正偏置SOA和反偏置SOA；按信號占空比來分為直流SOA,、單脈沖SOA,、和重復脈沖SOA。
功率MOSFET在開通過程及穩(wěn)定導通時必須保持柵極的正確偏置,，正偏置SOA是器件處于通態(tài)下容許的工作范圍,；相反，當關斷器件時,，為了提高關斷速度和可靠性,，需要使柵極處于反偏置，所以反偏置SOA是器件關斷時容許的工作范圍,。
直流SOA相當于占空比－》1是的工作條件,；單脈沖SOA則對應于占空比－》 0時的工作條件；重復脈沖SOA對應于占空比在0 《 D 《 1時的工作條件,。從數據表上可以看出：單脈沖SOA最大,，重復脈沖SOA次之，直流SOA最窄。
Transfer Curve：是用圖表的方式表達出ID和Vgs的函數關系,。廠商會給出在不同環(huán)境溫度下的三條曲線,。通常這三條曲線都會相交與一點，這個點叫做溫度穩(wěn)定點,。
如果加在MOSFET的Vgs低于溫度穩(wěn)定點（在IPD90N06S4-04中是Vgs《6.2V）,，此時的MOSFET是正溫度系數的，就是說,，ID的電流是隨著結溫同時增加的,。在設計中，當應用在大電流的設計中時,，應避免使功率MOSFET工作在在正溫度系數區(qū)域,。
當Vgs超過溫度穩(wěn)定點（在IPD90N06S4-04中是Vgs》6.2V）， MOSFET是正溫度系數的,， 就是說,，ID的電流是隨著結溫的增加是減少的。這在實際應用中是一個非常好的特性,，特別是是在大電流的設計應用中時,，這個特性會幫助功率MOSFET通過減少ID電流來減少結溫的增加。
EAS： 為了了解在雪崩電流情況下功率MOSFET的工作情況,，數據表中給出了雪崩電流和時間對應的曲線,，這個曲線上可以讀出在相應的雪崩電流下，功率MOSFET在不損壞的情況下能夠承受的時間,。對于同樣的雪崩能量,，如果雪崩電流減少，能夠承受的時間會變長,，反之亦然,。環(huán)境溫度對于雪崩電流的等級也有影響，當環(huán)境溫度升高時,，由于收到最大結溫的限制,，能夠承受的雪崩電流會減少。
數據表中給出了功率MOSFET能夠承受的雪崩能量的值,。在次例子中,，室溫下的EAS=331mJ
上表給出的只是在室溫下的EAS，在設計中還需要用到在不同環(huán)境溫度下的EAS,，廠商在數據表中也會給出,，如下圖所示。
