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總閘極電荷(Qg)

 

何謂總閘極電荷(Qg)?

"總閘極電荷(Qg)是指為導通(驅動)MOSFET而注入到閘極電極的電荷量。 有時也稱為閘極總電荷。"
單位為庫侖(C),如果總閘極電荷值較大,則導通MOSFET所需的電容充電時間變長,開關損耗增加。數值越小,開關損耗(切換損耗)越小,從而可實現高速開關。

總閘極電荷和導通電阻

如上所述,總閘極電荷的值越小,開關損耗越小。而且,導通電阻值越小,動作時的功耗越小。
然而,總閘極電荷和導通電阻的特性屬於蹺蹺板(Trade Off)關係。
通常,MOSFET的晶片尺寸(表面積)越小,總電荷量越小,但導通電阻值會變大。
換句話說,開關損耗與動作時的功耗之間是相反的關係。

動態輸入特性

動態輸入特性
【動態輸入特性】

該圖為動態輸入(Qg –VGS)的特性例。
在圖中,常溫下的汲極側電源電壓(VDD ) 和汲極電流(ID )是固定特性, VDD = 300 V , ID = 30A 時所需的最小電荷量約為60nC。此時的閘源電壓(VGS ) 為 6.5V 。
實際上是在MOSFET的開關在完全導通的狀況下,調整有相反關係的導通電阻值,從而設定閘-源電壓(VGS ) 。
此時,可從圖表讀取設定電壓和總閘極電荷(Qg)(例如, VGS = 10 V 時為85nC , VGS = 15V 時為 130nC )。

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