MOS 选型要点(三):脉冲漏极电流 IDM及限制因素

I D M I_{DM} IDM(脉冲漏极电流)是 MOSFET 在特定窄脉冲宽度下(如 tp ≤ 10 μs,具体依厂商数据手册而定)允许通过的最大漏极峰值电流。该值受限于器件最大结温 Tj(max) 及对应脉冲持续时间下的瞬态热阻 Zth(j-c)。

传统上, I D M I_{DM} IDM 约为 I D I_{D} ID(25℃ 壳温、硅限制条件下)的 4 倍左右;但当 ID 受封装限制而非硅片限制时,该比值可能更大。

关于脉冲电流的限制因素:

  • 限制条件 1:MOSFET 结温。 在大脉冲电流下,器件瞬态功耗大,导致结温快速升高。需保证不超过器件的 Tj(max)(通常为 150℃或 175℃),这决定了脉冲电流的上限。
  • 限制条件 2:键合线(Bonding Wire)及塑封料。 大脉冲电流下,源极键合线的瞬态功耗增加、温度升高。若键合线温度超过220℃,将导致塑封料热降解,进而造成封装失效。这也限制了脉冲电流的大小。
  • 限制条件 3:转移特性/输出特性。 对于给定 V G S V_{GS} VGS,MOSFET
    存在由器件物理特性决定的最大漏极电流, I D M I_{DM} IDM需设定在输出特性曲线的欧姆区边界以下。
    在开关导通的瞬间,如果电流过大,工作点可能越过欧姆区边界,滑入饱和区。一旦进入饱和区,VDS 和功耗同时飙升,即使只持续几微秒,也可能超过热极限。所以 IDM 额定值 = "在典型栅压下,保证你不掉进饱和区"的电流上限。
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最终 I D M I_{DM} IDM取以上各限制条件的最小值。 此外,实际应用中还需结合瞬态热阻、脉冲宽度、占空比和散热条件进行结温估算,不能仅依据 I D M I_{DM} IDM标称值判断器件是否安全。


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