MOSFET数据表的连续电流额定值

嗨，我的FET狂热爱好者同行们，欢迎回到“看懂MOSFET数据表”博客系列的第3部分！今天我们来谈一谈MOSFET电流额定值，以及它们是如何变得不真实的。好，也许一个比较好的解释就是这些额定值不是用确定RDS(ON) 和栅极电荷等参数的方法测量出来的，而是被计算出来的，并且有很多种不同的方法可以获得这些值。
例如，大多数部件中都有FET“封装电流额定值”，这个值同与周围环境无关，并且是硅芯片与塑料封装之间内在连接线的一个函数。超过这个值不会立即对FET造成损坏，而在这个限值以上长时间使用将开始减少器件的使用寿命。高于这个限值的故障机制包括但不限于线路融合、成型复合材料的热降解、以及电迁移应力所导致的问题。
然后是我们考虑的“芯片限值”，通常通过将外壳温度保持在25˚C来指定。基本上，这个条件假定了一个理想的散热片，只使用结至外壳热阻来计算器件能够处理的最大功率（在下面的方程式1和2中显示）。换句话说，假定RθCase-to-Ambient 为零，这在应用中并不是一个很实用的条件，这样的话，最好将这个电流额定值视为表示器件RDS(ON) 和热阻抗的品质因数。
     (1),                                    
     (2),            
下面的图表1a和1b分别给出了CSD18536KCS和CSD18535KCS 60V TO-220 MOSFET数据表首页上出现的绝对最大额定值表。这两个器件的封装额定值均为200A，不过，由于CSD18536KCS具有更低的RDS(ON) 和热阻抗，它具有349A的更高芯片限值，这表明，在处理同样数量的连续电流时，它的运行温度应该比CSD18535KCS的工作温度低。不过，我们还是不建议将这两款器件长时间运行在电流超过200A的条件下。从FET的角度说，这就意味着任一超过100ms的电流脉冲；超过这个值的电流脉冲基本上就可以被视为DC脉冲。




某些QFN数据表还包括一个第3连续电流，计算方法与芯片限值的计算方法完全一样，不过，如表格下方的脚注所示，它是器件测得的RθJA 的函数。使用RθJA （对于一个标准的SON5x6封装来说，典型值为40˚C/W）来计算最大功率的方法假定QFN在应用中只处理3W左右的功率。因此，对于未暴露于任何散热片或使用其它冷却机制的QFN器件来说，这个计算方法给出了更加实际的DC电流限值。
在“看懂MOSFET数据表”的第4部分，我将给出对于脉冲电流额定值，IDM，的相似分析，并且给出这个值与数据表中其它参数之间的关联关系，其中包括SOA。与此同时，请观看视频“NexFET™：世界上最低Rdson 80和100V TO-220 MOSFET”，并在下次设计中考虑使用ti的NexFET功率MOSFET产品。如需进一步了解FET热限制和电流，我强烈推荐由Manu撰写的两篇博文，“在电源工具中优化三相电机驱动的散热设计”的第1部分和第2部分。