Berechnungen der MOSFET-Verlustleistung – Datenblätter von Diodes Inc

Wenn ich mir die Datenblätter von Diodes Inc. ansehe, habe ich Probleme, den Berechnungen der Verlustleistungsgrenze für ihre MOSFETs zu folgen.

ZB für DMG4496SSS http://www.diodes.com/_files/datasheets/ds32048.pdf

Sie geben auf Seite 1 an

  • I_D(max) = 8A @ V_GS=4,5V (mit einem R_DS(on) = 0,029 Ohm)

Aber dann gibt das Datenblatt auch auf Seite 2:

  • Verlustleistung P_D = 1,42 W
  • Sperrschichttemperatur T_J = 150°C
  • Thermischer Widerstand R_\theta = 88,49 K/W

Und auf Seite 3:

  • R_DS(on) @ V_GS=4,5V, I_DS=8A ca. 0,024 Ohm

Für mich sieht das nach einem großen Durcheinander aus:

  1. P = 0,029 Ohm * (8A)^2 = 1,86 W, was deutlich größer ist als die zulässige Verlustleistung von P_D = 1,42 W von Seite 2
  2. selbst mit dem Wert R_DS(on)=0,024 Ohm aus Seite 3 ist P = 1,54 immer noch größer als die zulässige Verlustleistung
  3. die zulässigen Verlustleistungswerte sind mindestens selbstkonsistent: P_D = (T_J-T_A) / R_\theta = (150°C-25K) / 88,49 K/W = 1,41 W
  4. Die Diagramme R_DS(on) vs. V_GS und I_D vs. V_DS scheinen jedoch inkonsistent zu sein: Betrachtet man den Fall von V_GS = 3,5 V: In Abb. 1 ist die Tangente an dem Punkt (V_DS = 0,5 V, I_D = 10 A) ungefähr 6 A / 0,5 V, was einen R_DS (on) = 0,5 V / 6 A = 0,083 Ohm zu implizieren scheint. Betrachtet man Abb. 3 jedoch ist der R_DS(on) eher wie 0,048 Ohm bei 10A.

Wie verwende ich Datenblätter von Diodes Inc?

Wie würde man also angesichts des Datenblatts I_DS (max) berechnen, wenn man etwas V_GS und etwas V_DS bereitstellt? ZB V_GS = 6V und V_DS = 12V.

Haben Sie eine +1 von mir, nur weil Sie ein Datenblatt in diesem Detail gelesen haben.
@jippie Danke für den Hinweis, das erklärt leider, warum die Nennleistung des MOSFET NIEDRIGER ist als von den Zahlen P_D und R_DS (on) vorgeschlagen. In dem Datenblatt, auf das ich verwiesen habe, ist die Nennleistung HÖHER als von P_D und R_DS (on) vorgeschlagen ... - Ersteres ist völlig logisch, letzteres sollte physikalisch nicht möglich sein!
1. I_Dmax wird normalerweise bei V_GS = 10 V oder vielleicht 5 V für einen MOSFET mit Logikpegel angegeben. 2. I_Dmax wird nicht wie Sie denken durch die Verlustleistung begrenzt - stellen Sie sich 100-ns-Impulse mit einem Arbeitszyklus von 1% vor. In einem solchen Fall wäre es möglich, 30 V / 0,024 Ohm = viel mehr als 8 A zu passieren, ohne jemals die Verlustleistungsgrenze zu überschreiten, und dennoch das Gerät zu zerstören. Die Angaben auf der ersten Seite sind oft eher typische als garantierte Werte, daher würde ich sie nicht zu ernst nehmen, wenn sie an anderer Stelle leicht widersprüchlich sind. Hilft das ein bisschen?
Ich sollte auch sagen, dass der thermische Widerstand keine statische Größe ist, sondern zeitabhängig, da der MOSFET eine bestimmte Wärmekapazität und thermische Diffusionsrate hat. Seltene, starke Stromimpulse erhitzen ihn grundsätzlich nur bis zu seinem Effektivwert, nicht augenblicklich bis zum Glühen. Siehe auch (35352) .

Antworten (1)

Ja, so funktionieren MOSFET-Datenblätter. Die maximale Stromstärke bedeutet wirklich: „Dies ist der maximale Strom, den Sie jemals durch dieses Ding bekommen können, wenn Sie dabei irgendwie nicht gegen andere Spezifikationen verstoßen würden, obwohl wir keine Ahnung haben, wie das geht. Wir haben das hier geschrieben, weil wir denke, es ist cool, und vielleicht ist jemand dumm genug, eine Wagenladung davon zu kaufen, bevor er merkt, dass er das Teil nicht zu diesem Preis unter realen Bedingungen fahren kann .

Grundsätzlich werden die Grenzen des Gerätes jeweils separat angegeben. Sie müssen sich ansehen, was Sie tun, und jedes einzelne sorgfältig überprüfen. Die wirkliche Stromgrenze ist normalerweise die Temperatur. Um dies zu überprüfen, sehen Sie sich den maximalen Rdson für Ihren Gate-Treiberpegel an, berechnen Sie die Verlustleistung aufgrund Ihres Stroms, multiplizieren Sie diese mit dem Wärmewiderstand des Chips mit dem Umgebungswärmewiderstand, addieren Sie ihn zu Ihrer Umgebungstemperatur und vergleichen Sie das Ergebnis mit der maximalen Chip-Betriebstemperatur . Wenn Sie all dies rückwärts berechnen, um den maximalen Strom zu ermitteln, den das Gerät vor einer Überhitzung aufnehmen kann, werden Sie normalerweise feststellen, dass dieser weit unter der absoluten maximalen Stromspezifikation liegt.

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