Frage:
Leckage mit geringer Drain-Source-MOSFET
TRISAbits
2014-02-03 13:37:59 UTC
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Ich habe mir die SM74611 Smart Bypass Diode von Texas Instruments angesehen und bin sehr beeindruckt von dem gemeldeten Sperrstrom (0,3 uA bei 25 ° C). Wenn man bedenkt, dass das Gerät einen N-Kanal-FET hat, sind 0,3 uA Drain-Source-Leckstrom bei 25 ° C nichts zu verspotten, wenn man bedenkt, dass die meisten FETs normalerweise einen Drain-Source-Leckstrom von 1 uA haben.

Zuerst I. Ich dachte, diese Diskrepanz könnte leicht durch das Finden des richtigen FET online erklärt werden, aber ich erkannte schnell, dass ich Tage damit verbringen würde, diesen Teil zu finden, da dieser Parameter normalerweise nicht in den parametrischen Suchen angegeben wird.

Führt ein Sub durch -1uA Drain-Source-Leckstrom-FET vorhanden, oder gibt es einen Trick, um einen kleineren Leckstrom von einem typischen FET zu erhalten?

Fünf antworten:
#1
+7
Nicola
2015-02-25 18:19:54 UTC
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Ich habe kürzlich mehrere Signal- und sogar Leistungs-Mosfet-Geräte (z. B. FDP6030BL im Fall TO220) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Agilent B1500 charakterisiert. Zu meiner äußersten Überraschung lag der Drainstrom im AUS-Zustand (Vgs = 0) in den meisten Fällen (sogar in Leistungsgeräten!) Zwischen 0,1 pA und 10 pA (bei etwa Vds = 20 V), obwohl er in allen Fällen 1 uA betrug Datenblätter. Die schlechtesten hatten 100pA. Trotzdem bedeutet dies nicht, dass alle Geräte so gute AUS-Zustand-Leistungen zeigen!

Dies bestätigt die Aussage von Spehro, dass die Datenblattzahlen eher konservativ sind.Vielen Dank für das Teilen der Informationen: Es ist immer toll, neue Einblicke in diese Art von Dingen zu bekommen.
#2
+4
Spehro Pefhany
2014-02-03 19:40:49 UTC
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Es gibt keine Garantie für Ihr Gerät. Es ist 300 nA bei 25 ° C und 3,3 uA bei hohen Temperaturen typisch . In der Tat, wenn die Verteilung der Leckage Gaußsch ist (ein ziemlich großes "Wenn"), würden Sie erwarten, dass 1uA eine vernünftige Schätzung für das Maximum (\ $ 3 \ sigma \ $) ist.

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Wenn Sie eine geringe typische Leckage wünschen, sollten Sie ein Gerät auswählen, das nicht größer ist (in Bezug auf die Drainstromstärke) als Sie benötigen, und eines mit einem relativ hohen \ $ V_ {TH} \ $ anstelle eines gigantischen MOSFET für 1,8-V-Antrieb. Einige Kleinsignal-MOSFETs haben typischerweise 1 pA bei 25 ° C, was 300.000-mal besser ist als beim SM74611.

Die meisten Menschen interessieren sich nicht so sehr für Leckagen, daher sind die Höchstwerte eher konservativ. Ich kenne keine Alternative zum Betrachten von Datenblättern, um festzustellen, was als typisch garantiert oder spezifiziert ist. Sie können es immer selbst messen, aber die nächste Charge könnte (theoretisch sowieso) ganz anders sein. Die gleiche Teilenummer eines anderen Herstellers wird wahrscheinlich unterschiedlich sein.

1pA! Ich habe noch nie einen so niedrigen Leckstrom gehört oder gesehen. Haben Sie eine bestimmte Teilenummer oder einen Hersteller im Sinn: Ich bin sehr gespannt, um welche Art von MOSFET es sich handelt.
Ich bin mir nicht sicher, ob ich mich erinnere. Advanced Linear verfügt über eine Reihe von MOSFET-Arrays mit 10 pA typischen @25 ° C (z. B. ALD110808). Der 2N4417 JFET hat eine typische Drain-Source-Leckage von 200 fA!
Es sieht so aus, als ob ON Semiconductor eine Ids vs Vds-Kurve für Vgs = 0 V (Leck im AUS-Zustand) bereitstellt.Ein Beispiel finden Sie in Abbildung 6 des [NTJD4001N] (http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NTJD4001N-D.PDF).Diese Kurve zeigt an, dass der Leckstrom etwa 20 nA beträgt, und dies gilt für eine Sperrschichttemperatur von 125 ° C.Für niedrigere Temperaturen wäre es kleiner.
#3
+4
jherbold
2015-08-09 06:31:17 UTC
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Eine Leckage im niedrigen Ausschaltzustand ist keine typische Schaltungsanforderung für Leistungs-MOSFETs. Insbesondere mit einer niedrigen oder sogar Null-Drain-Source-Spannung VDS. Die meisten Datenblätter geben die Leckage mit einem VDS nahe dem VDS-Durchschlag des Transistors an, da diese Art der Leckage für die Leistungsumschaltung wie die DC / DC-Umwandlung viel wichtiger ist. Bedenken Sie, dass 1A Einschaltstrom gegenüber 1uA Ausschaltstrom 6 Jahrzehnte oder 120 dB beträgt; Das ist eine dramatische Veränderung des Stromflusses. Nach mehr zu fragen scheint übertrieben.

Es ist frustrierend, dass es keine MOSFETs gibt, die für analoges Schalten mit geringer Leckage ausgelegt sind. Sie könnten einen analogen Schalter in Betracht ziehen. Das Gerät mit der geringsten Leckage, das ich finden konnte, ist das MAX326 / MAX327. Diese haben einen Widerstand von ungefähr 2k, so dass sie nur für das Schalten bei niedrigem Strom akzeptabel sind.

MOSFETs mit geringen Leckspezifikationen existieren zwar, sind jedoch Teil eines Halbleiterrelais. Dies bedeutet, dass sie den Vorteil von Back-to-Back-Geräten zur bidirektionalen Spannungsblockierung und optischen Isolation des "Gates" von den geschalteten Knoten haben. Es gibt viele Nachteile wie langsame Schaltgeschwindigkeit, höhere Kosten, weniger Auswahlmöglichkeiten und normalerweise mehr Kapazität auf den geschalteten Knoten für denselben Ron wie einen diskreten MOSFET.

Sie können die Leckage von Drain zu Source verringern, indem Sie das Gate verringern Stromspannung. Die meisten Leistungs-MOSFETs sind für eine Nennspannung von +/- 10 bis +/- 20 V ausgelegt. Wenn Sie das Gate-Negativ auf einem n-Kanal-Gerät ansteuern, wird die Leckage verringert. Eine negativere Gate-Spannung erschöpft den Elektronenkanal weiter. Thermisch erzeugte Elektronen, die für die Leckage verantwortlich sind, werden durch das elektrische Feld des Gates vom Kanal weg in den Körper (der in einem diskreten FET mit der Quelle verbunden ist) weggetrieben. Es gibt viele Untersuchungen und Daten, die diesen Leitfähigkeitseffekt unterhalb der Schwelle belegen. Das meiste davon ist auf die Feinlinien-IC-Verarbeitung gerichtet, bei der ein Leck unterhalb der Schwelle von Millionen von Transistoren zu einem großen statischen Strom führen kann.

Etwas, über das Sie möglicherweise keine Kontrolle haben, ist die Temperatur des FET, aber eine niedrigere Temperatur bedeutet eine geringere Leckage.

Vergessen Sie nicht, dass möglicherweise ein pn-Übergang zwischen dem Gate und der Quelle besteht (um das Gate zu schützen) ) so kann das Ansteuern des Gate-Negativs die Leckage von Gate zu Quelle erhöhen.

Wollten Sie den MAX326 / MAX327 schreiben?
#4
+3
Andy aka
2014-02-03 14:30:46 UTC
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Der BSC067N06LS3G weist eine typische Leckage von 0,1 uA auf. Es ist auch 50A und 60V bewertet. Das BSC093N04LSG ist das gleiche. Vielleicht müssen Sie sich Infineon-MOSFETs ansehen. Dies sind alles typische Werte. Maximalwerte sind 1uA. Ihr Gerät hat normalerweise auch 0,3 uA.

Es gibt übrigens keinen Trick, um den Leckstrom zu reduzieren - Sie müssen nur das richtige Gerät finden.

Wenn nur Digikey / Mouser / etc. Ich hatte eine Leckstromzahl, um diese Teile zu finden. Die MOSFETs, auf die Sie hingewiesen haben, sind sehr interessant: Ich frage mich, wer außer Infineon MOSFETs mit niedrigem Leckstrom herstellt. Es wäre schön, sie mit der Konkurrenz zu vergleichen.
Unterscheiden Sie zwischen "geringe Leckage" und "garantiert geringe Leckage".
@SpehroPefhany Guter Punkt.
#5
+3
Andrew Martin
2016-09-20 23:38:36 UTC
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Alte Frage, aber ich bin auf diese Diskussion gestoßen, als ich auf dasselbe Problem wie beim OP gestoßen bin.Für die Nachwelt werde ich also das beitragen, was ich gefunden habe.

Es sieht so aus, als ob ON Semiconductor eine Ids vs Vds-Kurve für Vgs = 0v bereitstellt(OFF State Leakage) für seine Familie von Kleinsignal-FETs (im Gegensatz zu anderen Anbietern).Ein Beispiel finden Sie in Abbildung 6 des NTJD4001N. Diese Kurve zeigt an, dass der Leckstrom etwa 20 nA beträgt, und dies gilt für eine Sperrschichttemperatur von 125 ° C.Für niedrigere Temperaturen wäre es kleiner.

Das gleiche Datenblatt zeigt nun auch an, dass der Leckstrom (Idss) 1uA beträgt, was ichhabe auch auf fairchild nFET Datenblättern gesehen.Denken Sie also daran, dass die Kurve in Abbildung 6 wahrscheinlich eine typische Verhaltenskurve ist.Aber in meinen Augen würden Sie im schlimmsten Fall (Hochtemperatur, große Vds usw.) immer nur 1 uA Leckage bekommen.

Toller Fund!Möglicherweise habe ich einen neuen Grund, ON Semi-Teile zu kaufen.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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