caractéristique Mosfet

[invite6cb6dc63]

Bonjour,

Pour un MOSFET de type n à enrichissement on peut dire (sauf erreur de ma part) que :
Pour UGS < Uth
ID = f(UGS; UDS) = 0;

Pour UDS < UGS - Uth et UGS > Uth
ID = f(UGS; UDS) =(W/L)*µn*Cox*((UGS - Uth)-UDS/2)*UDS;

Pour UDS >=UGS - Uth et UGS > Uth
ID = f(UGS; UDS) =(W/L)(µn*Cox/2)*(UGS - Uth)²

Je travail avec le mosfet IXFN 180N10 et j'aimerais savoir comment déterminer W; L; µn; cox et Uth le concernant. J'ai pas trouvé grand chose dans la datasheet (tout du moins pas reconnue grand chose) comment je peux faire?

Deuxième question : Ids = f(Ugs,Uds), ce qui donne une courbe du type de la pj1. Mais ca c'est pour une température donnée. Si la température évolue, comment évolue cette caractéristique? comment intégrer cela dans les équations? autrement dit comment déterminer Ids = f(Ugs,Uds,T)? (avec T la température)

Merci par avance,

Jérém
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[erff]

Bonjour,

Si c'est pour faire des calculs de circuit, toutes les données que tu cites ne servent à rien, les courbes fournies par le constructeur suffisent largement. On se débrouille pour que la "circuiterie" autour du MOS fasse qu'on ne soit pas tributaire des éléments "parasites" ou trop dépendant du procédé de fabrication : ce qui compte ce sont les ordres de grandeur et les allures d'évolution. Par exemple, personne ne saura te donner précisément le courant Id en fonction de Vgs donné pour un MOS en particulier, par contre, un électronicien saura te faire une bonne source de courant précise à base d'un MOS en agençant intelligemment les composants extérieurs.

À part ça je ne sais pas répondre à ta question...je ne crois pas qu'il soit possible d'extraire ce genre de données des datasheets habituelles (à confirmer...)

[Tropique]

Il faudrait savoir quel est ton but exact; si c'est pour faire de l'électronique, tu n'as pas besoin (tu n'as même pas le droit) de tenir compte de ces considérations: comme le dit erff, tu dois te baser sur les données de la datasheet, et de préférence les données numériques, pas les courbes qui ont surtout un rôle illustratif.

Si c'est pour étudier les structures et géométries d'un MOS, tu dois te baser sur les équations complètes, incorporant température absolue, constante de Boltzmann, etc.
Il est plus ou moins possible d'extraire les paramètres de la datasheet, mais celle-ci est particulièrement maigre, il y en a d'autres qui donnent plus de détails, et il vaudrait mieux changer l'exemple que tu as pris.
Une autre possibilité est de se baser sur le modèle spice, qui est donné par de plus en plus de fabricants.
Tu peux soit exploiter "manuellement" les paramètres, par exemple pour le IXTK200N qui est proche de celui que tu as choisi, on a:

.model IXTK200N10P VDMOS(Rg=3 Vto=5.35 Rd=3m Rs=.8m Rb=4m Kp=70 lambda=.06 Cgdmax=2n Cgdmin=1.5n Cgs=12n Cjo=4.8n Is=480p mfg=IXYS Vds=100 Ron=7.5m Qg=240n)

Tu disposes déjà de de Vto (=Vth) et de Kp (=µCox).
En fonction du niveau du modèle, tu peux éventuellement avoir aussi les caractéristiques géométriques du canal, voir référence ici:
http://www.seas.upenn.edu/~jan/spice...paramlist.html.

Une autre possibilité est d'employer spice comme traceur de courbes: tu n'es plus limité à ce qui est donné dans la datasheet, tu peux aller aussi loin dans les détails que tu le veux.
Ici, un exemple simple pour la température:

[invite6cb6dc63]

merci pour vos réponse.

Tout d'abord je vais apporter quelques précisions à mon application:
L'idée de base c'est de contrôler le courant Ids du mosfet par l'intermédiaire d'une boucle de régulation me permettant d'agir sur Vgs ( et donc Ids).

Par exemple je veux que Ids suive une rampe jusqu'à 100A, puis une zone de plateau (toujours à 100A) puis redescende à 0 ampère (un trapèze finallement).

Je dois réaliser ma boucle d'asservissement à la fois en pratique et en simulation (j'utilise simplorer).

Et pour cela j'ai besoin de créer un modéle sous simplorer le plus proche possible de la réalité. C'est la que se trouve ma difficulté, et cela explique ma question de dépard sur les paramètres W; L; µn; cox et Uth que j'ai besoin de connaître .

Si c'est pour étudier les structures et géométries d'un MOS, tu dois te baser sur les équations complètes, incorporant température absolue, constante de Boltzmann, etc.

Alors cherché comment obtenir ces équations complètes. Je ne les ai pas trouvées directement alors j'ai essayé de détailler l'expression des paramètres pouvant dépendre de la température et j'ai trouvé ca :

λ=((2*pi*h²)/(m*kb*T))^(1/2) (en faite Pour UDS >=UGS - Uth et UGS > Uth on a ID = f(UGS; UDS) =(W/L)(µn*Cox/2)*(UGS - Uth)²(1+λVds) il en manquait une partie dans la formule de départ)
h= constante de planck => ok pas de soucis
Kb = constante de Boltzmann => ok pas de soucis
T=temperature kelvin => pas de soucis
m=masse effective des électrons dans l'oxyde ... mmm je vois moyennement ce que ca représente physiquement, comment je peux déterminer ca valeur? ca évolue en fonction de la température ou pas?

Cox= (Aeff*εox)/tox
Aeff=surface de Cox ; ok mais comment savoir combien ca vaut?
εox=permittivité de l'oxyde; 11.9 F.m-1 pour le silicium, ca évolue en fonction de la température ou pas?
tox=épaisseur de la couche d'oxyde; on peut savoir précisément combien ca vaut?

D'après ce que j'ai trouvé sur le web la perméabilité µ évolue en fonction de température mais j'ai pas trouvé son expression quelqu'un la connaitrait?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tropique]

C'est une très mauvaise méthode pour aborder un design: c'est très compliqué, et ce ne sera valable que pour un exemplaire "moyen".

Il faut se baser uniquement sur les caractéristiques publiées (pas les graphiques ni les valeurs typiques), et faire en sorte que le circuit ignore les variations.

Dans ton exemple, tu n'as pas à te préoccuper du Vgs qui va donner un certain Id, tu vas échantillonner Id, et le circuit va se débrouiller pour appliquer le Vgs correct (dans certaines limites bien sûr).

[erff]

@Jerem2107 : 100 A j'espère que tu n'es pas en fonctionnement saturé dans le MOS !!!

Finalement, ce que tu veux faire c'est une alim à découpage pilotée en courant, et ta régulation portera sur le rapport cyclique (MLI)...dans ce cas, tu t'en fiches de la loi Id=f(Vgs)...il faut juste que tu saches que Rdson est petit si Vgs suffisamment grand, et prendre un dissipateur adéquat (connaissant Rdson, le courant et les pertes de commutation...etc...)

Sinon, il dure combien de temps le trapèze, et les pentes sont de combien ?

[invite6cb6dc63]

Dans ton exemple, tu n'as pas à te préoccuper du Vgs qui va donner un certain Id, tu vas échantillonner Id, et le circuit va se débrouiller pour appliquer le Vgs correct (dans certaines limites bien sûr).

mmm je pense voir ce que tu veux dire ... effectivement en gros ma boucle d'asservissement s'arrangera pour avoir le courant Ids en sortie selon la consigne que je lui impose. Et si effectivement la température peu faire évoluer les composantes intrinsèque du mosfet, alors Vgs évolura en fonction grâce à la boucle et je me retrouverais normalement avec le Ids souhaité...

Sinon, il dure combien de temps le trapèze, et les pentes sont de combien ? sûr).

Je pourrais pas te dire exactement, je vais me renseigner. Pourquoi cette question?

[Tropique]

mmm je pense voir ce que tu veux dire ... effectivement en gros ma boucle d'asservissement s'arrangera pour avoir le courant Ids en sortie selon la consigne que je lui impose. Et si effectivement la température peu faire évoluer les composantes intrinsèque du mosfet, alors Vgs évolura en fonction grâce à la boucle et je me retrouverais normalement avec le Ids souhaité...

En gros, il faut "saucissonner" le problème en blocs bien normalisés, ayant chacun des caractéristiques définies, que tu peux ensuite assembler pour calculer la réponse globale du système.
Ici, tu ferais un "bloc transconductance", qui convertit p.ex. 1V en 100A, càd 100S.
A partir de là, tu auras un système linéaire, compensé en T°, ce qui est beaucoup plus facile pour dimensionner l'asservissement global.

Et tu élimineras la dépendance vis-à-vis des caractéristiques de l'exemplaire de transistor que tu mettras.

[invite6cb6dc63]

Ici, tu ferais un "bloc transconductance", qui convertit p.ex. 1V en 100A, càd 100S.

Est ce que tu es d'accord avec moi si finalement je te dit que ce "bloc transconductance" a pour entrées Vgs et Vds et pour sortie Ids?

J'en reviens encore à la température . Le système se stabilisera à la même valeur quelque soit la température, mais par contre le régime transitoire ne sera pas le même, non?

[Tropique]

Non, justement pas: ce sont les données brutes, non normalisées, il faut introduire un asservissement local, très basique qui normalise la fonction de transfert entrée sortie, et la rend indépendante de paramètres secondaires comme la T° et Vds.