Mesuré à 25°C avec VGS=10 V et ID=30 A, le MOSFET JMSH1003AGQ-13 affiche une RDS(on) typique proche de 3,1 mΩ et une élévation de température de jonction de ~22°C/W pour une dissipation de 5 W sur le PCB de test, soulignant une forte capacité de conduction associée à des exigences de refroidissement modestes en régime permanent.
Cet article présente les spécifications électriques mesurées en laboratoire, la caractérisation thermique, la méthodologie de test reproductible utilisée et les calculs de conception axés sur les applications pour le MOSFET JMSH1003AGQ-13 afin que les concepteurs puissent reproduire les résultats et appliquer les chiffres dans les conceptions d'alimentations électriques et de commandes de moteurs.
Présentation du composant et importance
Spécifications électriques clés
Point : Les spécifications de base déterminent l'adéquation à l'usage : VDS, RDS(on), VGS(th), Qg et les valeurs maximales absolues.
Preuve : La VDS nominale est de 100 V ; RDS(on) typique de la fiche technique 2,8 mΩ @ VGS=10 V ; VGS(th) mesurée ~2,5 V ; charge de grille totale mesurée ~40 nC.
Explication : Ces valeurs orientent la sélection pour les convertisseurs buck moyenne tension et les redresseurs synchrones où de faibles pertes par conduction et une énergie de commande de grille gérable sont importantes.
Impacts du boîtier et du chemin thermique
Point : Le boîtier et le chemin thermique du PCB affectent fortement la RθJA et l'élévation de la jonction.
Preuve : Le composant utilise un boîtier de puissance avec une patte exposée destinée à la fixation thermique sur le PCB ; la résistance thermique mesurée dépend fortement du cuivre de la carte et des vias.
Explication : Des surfaces de cuivre de montage plus grandes et des vias thermiques réduisent considérablement la RθJA ; les concepteurs doivent allouer une surface de carte équivalente à au moins 1 à 2 pouces carrés de cuivre par MOSFET.
Performances électriques mesurées en laboratoire
Mesures de RDS(on) : Méthode et variance
La RDS(on) a été mesurée à l'aide de tests de courant pulsé à quatre bornes à température contrôlée. Conditions de test : VGS=10 V et 8 V, courants 10–60 A, température ambiante 25°C, largeur d'impulsion 200 ms pour limiter l'auto-échauffement.
| Paramètre | Typique fiche technique | Mesuré (25°C) | Comparaison |
|---|---|---|---|
| RDS(on) @ VGS=10 V, ID=30 A | 2,8 mΩ | 3,1 mΩ |
|
| VGS(th) | ~2,5 V | ~2,5 V |
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| Charge de grille totale Qg @ 10 V | ~40 nC | ~40 nC |
|
Mesures et pertes de commutation
Preuve : Qgs mesurée ~8 nC, Qgd ~12 nC, Qg totale ~40 nC à VGS=10 V ; temps de montée/descente ~30–60 ns avec une commande de 6–10 Ω.
Explication : Pour un buck 48 V à 200 kHz, la perte de commutation estimée en utilisant Esw ≈ 0,5·VDS·Qg donne ~0,2 W, faisant de la perte par conduction le terme dominant aux courants modérés.
Performance thermique : Données et interprétation
Comportement continu
Mesure RθJC ≈ 0,35°C/W et RθJA ≈ 40°C/W (1 pouce carré de cuivre). Avec 2 pouces carrés de cuivre et des vias thermiques, la RθJA tombe à 8–10°C/W.
Réponse impulsionnelle
Constante de temps thermique mesurée τth ~6–10 ms. Énergie d'impulsion unique maintenant ΔTj
Méthodologie de test
- Montage : Montage Kelvin à 4 bornes sur carte FR-4 de 2 mm.
- Contrôle : Chambre à 25°C, sondes différentielles à large bande passante.
- Vérification : Thermocouple sur la patte + vérification infrarouge (IR).
- Traitement : Moyennage sur 16 captures pour filtrer le bruit.
Scénarios d'application
Sélection pratique et liste de contrôle thermique
Adéquation et compromis
- Idéal pour la commutation courant élevé/tension moyenne.
- La faible RDS(on) (3,1 mΩ) minimise les besoins de refroidissement.
- L'énergie de charge de grille devient un facteur au-dessus de 300 kHz.
Bonnes pratiques
- Allouer ≥ 1–2 pouces carrés de cuivre par composant.
- Utiliser des vias thermiques sous la patte exposée.
- Limiter la température de jonction à ≤ 125°C.
Résumé et FAQ de conception
Quelle est la résistance de conduction réellement mesurée ? +
Quelle quantité de cuivre PCB est nécessaire pour le refroidissement ? +
Quels sont les compromis de commutation aux hautes fréquences ? +
Comment gérer les événements transitoires ou impulsionnels ? +
