Güç MOSFET'leriÜretimde

BSS138

Üretici: onsemi

Değerlerin alındığı veri sayfası: onsemi BSS138/D, revizyon Rev. 7, Nisan 2024

onsemi BSS138: SOT-23 (CASE 318-08) kılıfta lojik seviye N-kanal MOSFET, G-S-D pin dizilimi; 50 V mutlak VDSS sınırı ve TA = 25°C ortamda 220 mA sürekli ID akım limiti.

KılıflarSOT-23

Resmi Datasheet (PDF)

Teknik İnceleme

BSS138, onsemi tarafından üretilen endüstri standardı küçük sinyal N-kanal zenginleştirilmiş mod lojik seviye alan etkili transistördür (veri sayfası BSS138/D, Rev. 7, Nisan 2024). Yüzey montaj SOT-23 kılıfta (TO-236AB / CASE 318-08) üretilen eleman G-S-D pin dizilimine sahiptir: pin 1 kapı (G), pin 2 kaynak (S) ve pin 3 savak (D). TA = 25°C ortamdaki mutlak maksimum değerler 50V savak-kaynak delinme gerilimi VDSS, 50V sürekli savak-kapı gerilimi VDGR (RGS <= 1 MΩ), ±20V sürekli kapı-kaynak gerilimi VGSS (tp < 50 µs için ±40V tepe darbe), 220mA sürekli savak akımı ID, 880mA darbeli savak akımı IDM ve 360mW toplam güç kaybı PD (25°C üzerinde 2.8 mW/°C düşüş; minimum lehim alanında eklem-ortam termal direnci RthetaJA = 350°C/W) olarak belirtilmiştir. Elektriksel özellikler VGS = 0V, ID = 250 µA koşulunda minimum BVDSS = 50V savak-kaynak kırılma gerilimini garanti eder. Kapı eşik gerilimi VGS(th), VDS = VGS, ID = 1.0 mA altında 0.8V min., 1.3V tip. ila 1.5V maks. aralığında olup kanalın iletime başlama noktasını gösterir. Statik savak-kaynak iletim direnci RDS(on), VGS = 10V, ID = 0.22 A altında 1.4 Ω tip., 3.5 Ω maks. ve VGS = 4.5V, ID = 0.22 A altında 1.9 Ω tip., 6.0 Ω maks. olarak garanti edilir. Anahtarlama hızları oldukça yüksektir: VDD = 30V, ID = 0.22 A, VGS = 10V ve RGEN = 50 Ω test koşullarında tipik açılma gecikmesi td(on) = 2.5 ns (20 ns maks.), yükselme süresi tr = 9 ns (20 ns maks.), kapanma gecikmesi td(off) = 20 ns (50 ns maks.) ve düşme süresi tf = 7 ns (20 ns maks.) değerindedir. Giriş kapasitansı Ciss, VDS = 25V, VGS = 0V, f = 1.0 MHz altında 27 pF tipik (50 pF maks.) değerindedir. Entegre gövde diyotu 0.22 A sürekli ileri yön akımı IS ve VGS = 0V, IS = 0.22 A altında 0.8V tip., 1.4V maks. ileri yön gerilimi VSD sunar.

Kılıf Pin Dizilimi ve Alternatif İşlevler

SOT-23-3 paketi için etkileşimli pin dizilimi ve pin işlevleri.

Paket çizimi, ölçülendirilmiş mekanik çizim değildir.

3 / 3 pin

Pin adı	Tür	5V toleranslı	Alternatif işlevler / ayrıntılar
G	passive	—	Kapı ucu (Gate, pin 1, SOT-23 / CASE 318-08 sol alt ucu; yüksek empedanslı kapı girişi, mutlak sınır sürekli ±20V, tp < 50 µs tepe darbelerinde ±40V)
S	passive	—	Kaynak ucu (Source, pin 2, SOT-23 / CASE 318-08 sağ alt ucu; kapı ve savak potansiyelleri için ortak referans ucu)
D	passive	—	Savak ucu (Drain, pin 3, SOT-23 / CASE 318-08 üst orta ucu; mutlak sınır VDSS 50V, TA = 25°C için sürekli akım ID 220 mA)

Temel Özellikler

Parametrik özellikler

Parametre	Min.	Tipik	Maks.	Birim	Test koşulu
Savak-Kaynak Delinme Gerilimi(BVDSS)	50	—	—	V	VGS = 0 V, ID = 250 µA, TJ = 25°C
Kapı Eşik Gerilimi(VGS_th)	0.8	1.3	1.5	V	VDS = VGS, ID = 1.0 mA, TJ = 25°C
Sıfır Kapı Geriliminde Savak Akımı(IDSS)	—	—	0.5	µA	VDS = 50 V, VGS = 0 V, TJ = 25°C
Kapı Gövde Kaçak Akımı(IGSS)	—	—	100	nA	VGS = ±20 V, VDS = 0 V, TJ = 25°C
10V'ta Savak-Kaynak İletim Direnci(RDS_on_10V)	—	1.4	3.5	Ω	VGS = 10 V, ID = 0.22 A, TJ = 25°C
4.5V'ta Savak-Kaynak İletim Direnci(RDS_on_4_5V)	—	1.9	6	Ω	VGS = 4.5 V, ID = 0.22 A, TJ = 25°C
İleri Yön İletkenliği(gFS)	170	350	—	mS	VDS = 10 V, ID = 0.22 A, TJ = 25°C
Giriş Kapasitansı(Ciss)	—	27	50	pF	VDS = 25 V, VGS = 0 V, f = 1.0 MHz, TJ = 25°C
Çıkış Kapasitansı(Coss)	—	11	25	pF	VDS = 25 V, VGS = 0 V, f = 1.0 MHz, TJ = 25°C
Ters Transfer Kapasitansı(Crss)	—	4	8	pF	VDS = 25 V, VGS = 0 V, f = 1.0 MHz, TJ = 25°C
Açılma Gecikme Süresi(td_on)	—	2.5	20	ns	Test koşulları: VDD = 30 V, ID = 0.22 A, VGS = 10 V, RGEN = 50 Ω, TJ = 25°C
Yükselme Süresi(tr)	—	9	20	ns	Test koşulları: VDD = 30 V, ID = 0.22 A, VGS = 10 V, RGEN = 50 Ω, TJ = 25°C
Kapanma Gecikme Süresi(td_off)	—	20	50	ns	Test koşulları: VDD = 30 V, ID = 0.22 A, VGS = 10 V, RGEN = 50 Ω, TJ = 25°C
Düşme Süresi(tf)	—	7	20	ns	Test koşulları: VDD = 30 V, ID = 0.22 A, VGS = 10 V, RGEN = 50 Ω, TJ = 25°C
Mutlak Maksimum Savak-Kaynak Gerilimi(VDSS)	—	—	50	V	TA = 25°C
Mutlak Maksimum Sürekli Savak Akımı(ID_cont)	—	—	220	mA	TA = 25°C
Mutlak Maksimum Darbeli Savak Akımı(IDM)	—	—	880	mA	TA = 25°C
Mutlak Maksimum Toplam Güç Harcaması(PD)	—	—	360	mW	TA = 25°C; 25°C üzerinde 2.8 mW/°C düşüş
Gövde Diyotu İleri Yön Gerilimi(VSD)	—	0.8	1.4	V	VGS = 0 V, IS = 0.22 A, TJ = 25°C

Mutlak Maksimum Değerler

Depolama sıcaklığı	-55 – 150 °C
Termal direnç θJA (SOT-23)	350 °C/W

Donanım Mühendisliği Uyarıları

Üretimden önce bilinmesi gereken gerçek donanım uyarıları, PCB yerleşim kısıtları ve silikon hataları.

Kritik

Çift yönlü I2C seviye dönüştürücülerde kaynak ve savak bağlantı yönü

Klasik çift yönlü I2C lojik seviye dönüştürücü devrelerinde (NXP AN10441), MOSFET kaynak ucu düşük gerilimli besleme hattına (örneğin 3.3V) ve kapı ucu da bu 3.3V hattına bağlanmalı; savak ucu ise yüksek gerilimli veri hattına (örneğin 5V) bakmalıdır. MOSFET iç yapısında kaynaktan savağa doğru yönlenmiş bir gövde diyotu bulunduğundan kaynak ve savak uçları ters bağlanırsa anot 5V hattına, katot ise 3.3V hattına bağlanmış olur. 3.3V tarafındaki gerilim düşük kaldığı sürece gövde diyotu sürekli ileri yönde iletime geçer; bu da 5V hattından 3.3V hattına kontrolsüz kaçak akıma yol açarak yüksek gerilimli hattı sürekli lojik sıfırda kilitler.

Önlem

BSS138 transistörünü kesinlikle Kaynak (Source, pin 2) ucu düşük gerilim tarafına (VCC_low), Savak (Drain, pin 3) ucu yüksek gerilim tarafına (VCC_high) gelecek biçimde yönlendirin. Kapı ucu (Gate, pin 1) doğrudan VCC_low hattına bağlanır. Boşta doğru lojik bir seviyesi sağlamak için her iki hatta harici pull-up dirençleri bağlayın.

Kritik

Küçük sinyal iletim direnci (6.0 Ω'a varan RDS(on)) güç yüklerinin anahtarlanmasına izin vermez

BSS138, güç yüklerini anahtarlamak için değil; küçük sinyalli lojik seviye dönüşümü ve hızlı dijital anahtarlama amacıyla tasarlanmıştır. BSS138/D veri sayfası, VGS = 10V altında 3.5 Ω ve VGS = 4.5V altında 6.0 Ω'a kadar statik iletim direnci belirtir (ID = 0.22 A koşulunda). 6.0 Ω kanaldan 150 mA akım geçirilmesi transistör üzerinde 0.9V gerilim düşümüne ve 135 mW ısı kaybına yol açar. Minimum lehim alanında RthetaJA = 350°C/W olan küçük bir SOT-23 kılıfta bu durum jonksiyon sıcaklığını ortamın 47°C üzerine çıkararak aşırı termal yüke neden olur.

Önlem

BSS138 kullanımını düşük akımlı dijital sinyaller, haberleşme hatları ve pull-up devreleri ile sınırlandırın (ID < 50 mA). 100 mA üzerindeki güç anahtarlama, motor kontrolü veya röle sürme uygulamaları için IRLZ44N, 2N7000 veya modern güç TrenchFET MOSFET transistörlerini tercih edin.

Uyarı

3.3V altı lojik seviyeler ve garantilenmemiş düşük gerilimli kapı sürüşü

Kapı eşik gerilimi VGS(th) 0.8V ile 1.5V arasında belirtilmiş olsa da (ID = 1.0 mA için), bu eşik yalnızca kanalın iletime başlama anını ifade eder. onsemi BSS138 veri sayfası yalnızca VGS = 10V (<= 3.5 Ω) ve VGS = 4.5V (<= 6.0 Ω) için garanti iletim direnci verir; 1.8V, 2.5V veya 3.3V seviyeleri için direnç garanti edilmez. 1.8V ve 3.3V sistemler arasında sinyal dönüştürürken sınır toleranstaki parçalarda aşırı kapı gerilimi (VGS - VGS(th)) 0.3V kadar düşük kalabilir; bu da kanal direncini yükselterek kapasitif I2C hatlarında yükselme sürelerini geciktirir.

Önlem

1.8V veya 2.5V lojik alanları için hat RC zaman sabitini daha yüksek kanal direnci (~15–30 Ω) kabul ederek hesaplayın. Yükselme süreleri I2C Fast-mode (400 kHz) sınırlarını aşıyorsa pull-up direnç değerlerini küçültün veya özel seviye dönüştürücü entegreler (örneğin PCA9306 ya da TXS0102) kullanın.

Uyarı

Negatif gerilim salınımlarında veya besleme sıralamasında parazitik gövde diyotu iletimi

Kaynak (anot) ve savak (katot) arasındaki gövde diyotu 0.8V tip., 1.4V maks. ileri yön iletim gerilimine sahiptir. Veri hatlarında toprak seviyesinin altına inen endüktif salınımlar oluşursa veya yüksek gerilimli besleme kapalıyken düşük gerilim hattı aktif kalırsa, gövde diyotu üzerinden parazitik akım akar. 5V hattının toprağa çekildiği durumlarda 3.3V hattını lojik bire çekmek, pull-up direnci ve kanal üzerinden 5V hattını ters yönde besleyebilir.

Önlem

Farklı gerilimli gömülü sistemlerde besleme açılma-kapanma sırasını kontrol edin. Dekuplaj kondansatörlerinin güvenli boşalmasını sağlayın ve enerjisiz entegre pinlerine sinyal uygulanmasından kaçının. Endüktif yük veya uzun kablo sürüldüğünde negatif toprak salınımlarını sönümlemek için Schottky koruma diyotları ekleyin.

Örnek Uygulama Devreleri

BSS138 ile 3.3V - 5V Çift Yönlü I2C Seviye Dönüştürücü

Topoloji: Kapısı 3.3V seviyesine sabitlenmiş, kaynağı 3.3V veri yolunda ve ayrık pull-up dirençli N-kanal MOSFET çift yönlü gerilim seviye dönüştürücüsü.

Şemayı incele Web CAD Düzenleyicide Aç

Resmi Dokümantasyon ve Kaynak Datasheetler

Yarı iletken üreticisi veri sayfaları, hata bültenleri (errata) ve uygulama notları.

DATASHEETonsemi

BSS138 N-Channel Logic Level Enhancement Mode Field Effect Transistor

Bu sayfanın doğru kalmasına yardım edin

Veri sayfasıyla uyuşmayan bir pin, kılıf veya parametre mi buldunuz? Bildirin.

Sorun bildir

GitHub'da bu sayfanın önceden doldurulduğu herkese açık bir form açar; ücretsiz bir GitHub hesabı gerekir. Bildirimler ve onaylar nasıl işler

Teknik İnceleme

Kılıf Pin Dizilimi ve Alternatif İşlevler

Temel Özellikler

Parametrik özellikler

Mutlak Maksimum Değerler

Donanım Mühendisliği Uyarıları

Örnek Uygulama Devreleri

BSS138 ile 3.3V - 5V Çift Yönlü I2C Seviye Dönüştürücü

Resmi Dokümantasyon ve Kaynak Datasheetler

BSS138 N-Channel Logic Level Enhancement Mode Field Effect Transistor

Bu sayfanın doğru kalmasına yardım edin

İlgili bileşenler

2N7000

IRLZ44NPbF

2N3904

2N3906