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締切り済みの質問

MOSFETの閾値電圧とVdsの関係について

いつも丁寧な解説拝見しております。
質問が3点ございますが、答えて頂けるものだけでも良いのでよろしくお願い致します。

以下の東芝様の製品(SSM3K15F)を例にとって、MOSFETについて質問させて頂きます。
http://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=SSM3K15F&region=jp&lang=ja

■1点目
ゲート閾値電圧は測定条件によってmin/maxが変化すると理解しているのですが、データシートに記載されていない条件での閾値電圧は計算等で算出することが可能なのでしょうか。

例えば本製品ですと以下のように記載されております。
Vth(min):0.8V
Vth(max):1.5V

しかしこれは測定条件が(Vds=3V, Id = 0.1mA)のときとなっております。これは、「Vds=3Vを印加している際に、Idを0.1mA流すために必要なゲート閾値電圧Vthは0.8V~1.5Vである。」と理解しており、ならばVdsが変化するとVthも変化してしまい、0.8Vを下回ってしまうこともあるのでは?そうなった場合は問題になってしまう、というのが質問の背景になります。VthとVdsに相関はあるのでしょうか。


■2点目
本製品のSourceを10Vとしてオンさせ、Drain側の負荷に電流を流す場合、MOSFETの両端(SD間)はオン抵抗の電圧降下分となり、ほぼ0Vだと思うのですが、VDS=0VのときはIdは流れないとあります。このような使い方は多いと思うのですが、電流は流れるのでしょうか。(図1)


■3点目
電圧降下について質問です。MOSFETにはON抵抗があり、負荷側に吸い込まれる電流値に比例した電圧降下(ON電圧)が発生すると理解しております。例えば(図1)でDrain側に5V与えてオンさせた場合、Vds=5Vとなります(図2)。仮にSD間のON抵抗による電圧降下が0.4Vだとすると、Drain側の電圧は4.6Vになりそうですが、5Vは別電源なので5Vのまま…どうもVdsとオン抵抗の関係が理解できずに困っております。


以上、ご回答お待ちしております。

投稿日時 - 2015-04-18 15:27:40

QNo.8958034

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回答(1)

ANo.1

言われている事が今一つ理解できないですが、データーシートにはVth-taのデータがあるとうりゲート閾値は物質のブラウン運動の関係上、温度によって変化します、なのでデーターシートではVth-taの表で実測値が示されています。
>ゲート閾値電圧Vthは0.8V~1.5Vである
はバラつきとマージンを入れた最大変化幅なのでこれを元に算出しても無意味です、Vth-taの傾斜角は変わらないのでta=20℃実測値の閾値の差を加味して読み取れば各温度での値表より算出できます。
(2)解放時のドレイン電圧が10VでONの時0Vに近づくだけで0にはなりません、例え0.01Vであっても、0Vではありませんから電流は流れます、また電流が流れなければオームの法則より電源とドレイン間の抵抗により、ドレイン電圧は10Vになります。
(3)データーシートはご覧になっていないのでしょうか?上の方にPdfファイルであるので、日本語の方をご覧ください。
FETはOnの時は抵抗と等価になるのでこのFETの場合はOn抵抗は約1オームです、その時のVdsの電圧が0.4V(1オーム)なのです、逆に1Ωが4.6Vになると言う事は4.6Aの電流が流れていると言う事になります、と言う事は電源ドレイン間の艇庫値は約0.1Ωと言う事になりますが!!(もっともこのFETではそんな大電流は流せませんがP=電圧X電流=4.6X4.6=31.6WでFETの発熱が31.6Wと言う熱量になります。

投稿日時 - 2015-04-18 16:32:53

お礼

お礼が遅れてしまい申し訳ありません。Vgsは温度特性を持つという意味だったのですね。その他、丁寧なご回答で理解することができました。ありがとうございました。

投稿日時 - 2015-07-21 21:49:19

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