MOSFET atlases punkti

Izvēle parMOSFETir ļoti svarīgi, slikta izvēle var ietekmēt visas ķēdes enerģijas patēriņu, apgūt dažādu MOSFET komponentu nianses un parametrus dažādās komutācijas shēmās var palīdzēt inženieriem izvairīties no daudzām problēmām, tālāk ir sniegti daži no Guanhua Weiye ieteikumiem MOSFET izvēlei.

Pirmkārt, P-kanāls un N-kanāls

Pirmais solis ir noteikt N-kanāla vai P-kanāla MOSFET izmantošanu. jaudas lietojumos, kad MOSFET zemējums un slodze ir savienota ar maģistrāles spriegumu,MOSFETveido zemsprieguma sānu slēdzi. Zemsprieguma sānu komutācijā parasti tiek izmantoti N-kanālu MOSFET, kas ir apsvērums par spriegumu, kas nepieciešams, lai izslēgtu vai ieslēgtu ierīci. Kad MOSFET ir pievienots kopnei un slodzes zemei, tiek izmantots augstsprieguma sānu slēdzis. Sprieguma piedziņas apsvērumu dēļ parasti tiek izmantoti P-kanāla MOSFET. Lai izvēlētos pareizos komponentus lietojumprogrammai, ir svarīgi noteikt ierīces darbināšanai nepieciešamo spriegumu un to, cik viegli to ir ieviest konstrukcijā. Nākamais solis ir noteikt nepieciešamo spriegumu vai maksimālo spriegumu, ko komponents var pārvadāt. Jo augstāks ir spriegums, jo augstākas ir ierīces izmaksas. Praksē nominālajam spriegumam jābūt lielākam par maģistrāles vai kopnes spriegumu. Tas nodrošinās pietiekamu aizsardzību, lai MOSFET neizdosies. MOSFET izvēlei ir svarīgi noteikt maksimālo spriegumu, ko var izturēt no kanalizācijas līdz avotam, ti, maksimālo VDS, tāpēc ir svarīgi zināt, ka maksimālais spriegums, ko MOSFET var izturēt, mainās atkarībā no temperatūras. Dizaineriem ir jāpārbauda sprieguma diapazons visā darba temperatūras diapazonā. Nominālajam spriegumam ir jābūt pietiekami lielam, lai segtu šo diapazonu, lai nodrošinātu, ka ķēde neizdodas. Turklāt ir jāņem vērā arī citi drošības faktori inducētā sprieguma pārejas periodi.

Otrkārt, nosakiet pašreizējo reitingu

MOSFET pašreizējais vērtējums ir atkarīgs no ķēdes struktūras. Strāvas nominālā vērtība ir maksimālā strāva, ko slodze var izturēt jebkuros apstākļos. Līdzīgi kā sprieguma gadījumā, projektētājam ir jāpārliecinās, vai izvēlētais MOSFET spēj pārvadāt šo nominālo strāvu pat tad, ja sistēma ģenerē smaili. Divi pašreizējie scenāriji, kas jāņem vērā, ir nepārtraukts režīms un impulsu lēcieni. MOSFET ir stabilā stāvoklī nepārtrauktas vadīšanas režīmā, kad strāva nepārtraukti iet caur ierīci. Impulsu tapas attiecas uz lielu skaitu pārspriegumu (vai strāvas lēcienu), kas plūst caur ierīci, un tādā gadījumā, kad ir noteikta maksimālā strāva, ir vienkārši jāizvēlas ierīce, kas var izturēt šo maksimālo strāvu.

Pēc nominālās strāvas izvēles tiek aprēķināts arī vadītspējas zudums. Konkrētos gadījumos,MOSFETnav ideālas sastāvdaļas, jo elektrovadīšanas procesā rodas elektriskie zudumi, tā sauktie vadīšanas zudumi. Kad "ieslēgts", MOSFET darbojas kā mainīgs rezistors, ko nosaka ierīces RDS(ON) un ievērojami mainās līdz ar temperatūru. Ierīces jaudas zudumu var aprēķināt no Iload2 x RDS(ON), un, tā kā ieslēgšanas pretestība mainās atkarībā no temperatūras, jaudas zudumi mainās proporcionāli. Jo augstāks spriegums VGS tiek pievadīts MOSFET, jo zemāks ir RDS(ON); un otrādi, jo augstāks ir RDS(ON). Sistēmas izstrādātājam šeit ir jāņem vērā kompromisi atkarībā no sistēmas sprieguma. Pārnēsājamām konstrukcijām zemāks spriegums ir vieglāks (un biežāk), savukārt rūpnieciskajiem dizainiem var izmantot augstāku spriegumu. Ņemiet vērā, ka RDS(ON) pretestība nedaudz palielinās līdz ar strāvu.

Tehnoloģijai ir milzīga ietekme uz komponentu raksturlielumiem, un dažas tehnoloģijas mēdz palielināt RDS(ON), palielinot maksimālo VDS. Šādām tehnoloģijām ir nepieciešams palielināt vafeļu izmēru, ja ir jāsamazina VDS un RDS(ON), tādējādi palielinot ar to saistīto iepakojuma izmēru un atbilstošās izstrādes izmaksas. Nozarē ir vairākas tehnoloģijas, kas mēģina kontrolēt vafeļu izmēra pieaugumu, no kurām svarīgākās ir tranšeju un lādiņu līdzsvara tehnoloģijas. Tranšeju tehnoloģijā plāksnē ir iestrādāta dziļa tranšeja, kas parasti ir paredzēta zemam spriegumam, lai samazinātu RDS(ON) ieslēgšanas pretestību.

III. Nosakiet siltuma izkliedes prasības

Nākamais solis ir aprēķināt sistēmas siltuma prasības. Jāapsver divi dažādi scenāriji — sliktākais un reālais gadījums. TPV iesaka aprēķināt rezultātus sliktākajam scenārijam, jo ​​šis aprēķins nodrošina lielāku drošības rezervi un nodrošina, ka sistēma neizdosies.

IV. Pārslēgšanas veiktspēja

Visbeidzot, MOSFET pārslēgšanas veiktspēja. Ir daudz parametru, kas ietekmē pārslēgšanās veiktspēju, no kuriem svarīgi ir vārti / kanalizācija, vārti / avots un drenāžas / avota kapacitāte. Šīs kapacitātes komponentā veido pārslēgšanas zudumus, jo tās ir jāuzlādē katru reizi, kad tās tiek pārslēgtas. Tā rezultātā samazinās MOSFET pārslēgšanas ātrums un samazinās ierīces efektivitāte. Lai aprēķinātu kopējos zudumus ierīcē pārslēgšanas laikā, projektētājam ir jāaprēķina zudumi ieslēgšanas laikā (Eon) un zudumi izslēgšanas laikā (Eoff). To var izteikt ar šādu vienādojumu: Psw = (Eon + Eoff) x pārslēgšanas frekvence. Un vārtu uzlādei (Qgd) ir vislielākā ietekme uz pārslēgšanās veiktspēju.