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MOSFET 的热阻Rth(j-c) 和 Rth(j-s) 以及模块的热阻Rth(c-s)

热电阻在模块中描述了MOSFET 开关静态散热能力,它同开关并联的芯片的数量无关。通常情况下,多个MOSFET 开关排列在一个模块中,在这里讨论整个模块。 图
3.3.10 显示了带底板模块(Case rated devices)和不带底板模块(Heatsink ratet devices)的不同模式。模块产生的功率损耗导致模块发热Tj = Ta + PV · N Rth 。Rth(j-c)表示从MOSFET 开关(下标j)到模块底板(下标c)的热传导阻力。在带底板模块中,Rth(c-s) 表示从MOSFET 开关的底板到散热器(下标s)的热传导阻力。至于不带底板的模块(SEMITOP)只有一个热阻是不可能的,在这里对MOSFET 开关分别给出开关芯片和散热器的热阻Rth(j-s)。
热阻Rth(j-c)和Rth(j-s)是取决于每个开关芯片面积和DCB 陶瓷板导热特性。除此之外Rth(j-s)及Rth(c-s)还取决于模块和散热器之间导热层的厚度和导热性能、散热器的体面积和压紧螺钉的扭矩。
对于一个固定功耗PV 的MOSFET 模块(不管并联的芯片数量),它的热阻温差 T 可以表示为:
芯片 –底板(带底板模块):  T(j-c)= Tj - Tc = PV · Rth(j-c)/每个MOSFET 开关
芯片 –散热器(带底板模块):  T(c-s)= Tc - Ts = PV · Rth(c-s)/每个模块
芯片 -散热器(不含底座模块):  T(j-s) = Tj - Ts = PV · Rth(j-s)/每个MOSFET 开关

3.4.2.2反向二极管额定值(反向功率MOSFET)
二极管的导通和开关特性对换流过程,例如,在桥电路中的续流二极管,有很重要的意义。正如在第2.4 章节所解释的,换流是双向的,始终通过开通或关断在回路中的MOSFET 和二极管(续流二极管)来进行,这个二极管可能是另一个MOSFET 的反向二极管。
基本参数为:短路栅源路径(电压VGS =0 V)时,反向二极管的导通电流IF,芯片温度Tj,以及动态的反向截止电压VR(=MOSFET 的工作电压VDD),二极管电流的衰减速率-diF/dt(开通MOSFET 的变化率)和外接的MOSFET 栅极电阻RG。

反向二极管的正向导通电压VF=VSD
在终端端口测量到的反向漏源电压降。
反向二极管的反向电流峰值IRRM
它是在二极管从导通状态(参数IF)到反向截止状态电流的峰值,见图2.3.8 及相关解释。对二极管的动态值IRMM,Qrr 和Err 的相关参数:工作电压VCC,二极管电流IF,控制电压VGS,在开通时二极管电流的变化率-diF/dt = 集电极电流上升率dic/dt,芯片温度Tj。
反向二极管结层延迟电荷Qrr
当二极管从导通转换到截止时,二极管的电流回路也发生改变,所以,二极管结层的电荷也会从二极管流出到外围回路。这个流出的电荷总量就是结层延迟电荷Qrr。它同切换前的电流IF 以及切换后电流的变化-diF/dt 陡度和结层温度有关,详细解释参看第2.3 章节的图2.3.8。Qrr 受温度影响很大(从25°C 到150°C 电荷从加倍到翻8 倍)。
反向恢复时间trr
它是反向二极管再切换后,通过电流的变化-diF/dt,从导通到截止稳定值所需的时间。详细解释参看第2.3 章节的图2.3.8。trr 同Qrr 和IRMM的关系如下:
trr ≈2 · Qrr / IRMMtrr 受温度影响很大(从25°C 到150°C 恢复trr 时间加倍)。

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