MOSFET kiválasztási pontok

A választásMOSFETnagyon fontos, a rossz választás befolyásolhatja a teljes áramkör energiafelhasználását, elsajátíthatja a különböző MOSFET alkatrészek és paraméterek árnyalatait a különböző kapcsolóáramkörökben, ami segíthet a mérnököknek sok probléma elkerülésében, az alábbiakban Guanhua Weiye néhány ajánlása található MOSFET-ek kiválasztásához.

Először is, P-csatorna és N-csatorna

Az első lépés az N-csatornás vagy P-csatornás MOSFET-ek használatának meghatározása. erősáramú alkalmazásokban, amikor a MOSFET földelés, és a terhelés a törzsfeszültségre csatlakozik, aMOSFETkisfeszültségű oldalkapcsolót képez. Az alacsony feszültségű oldalkapcsolásnál általában N-csatornás MOSFET-eket használnak, ami a készülék kikapcsolásához vagy bekapcsolásához szükséges feszültséget veszi figyelembe. Amikor a MOSFET a buszhoz és a terhelési földhöz van csatlakoztatva, nagyfeszültségű oldalkapcsolót használnak. Általában P-csatornás MOSFET-eket használnak a feszültségmeghajtási szempontok miatt. Az alkalmazáshoz megfelelő alkatrészek kiválasztásához fontos meghatározni a készülék meghajtásához szükséges feszültséget és azt, hogy mennyire egyszerű a tervezésben megvalósítani. A következő lépés a szükséges névleges feszültség vagy az alkatrész által hordozható maximális feszültség meghatározása. Minél magasabb a névleges feszültség, annál magasabb az eszköz költsége. A gyakorlatban a névleges feszültségnek nagyobbnak kell lennie, mint a törzs vagy a busz feszültsége. Ez elegendő védelmet biztosít ahhoz, hogy a MOSFET ne hibásodjon meg. A MOSFET kiválasztásához fontos meghatározni azt a maximális feszültséget, amelyet a lefolyótól a forrásig el lehet viselni, azaz a maximális VDS-t, ezért fontos tudni, hogy a MOSFET által ellenálló maximális feszültség a hőmérséklet függvényében változik. A tervezőknek tesztelniük kell a feszültségtartományt a teljes üzemi hőmérséklet-tartományban. A névleges feszültségnek elegendő tartalékkal kell rendelkeznie ahhoz, hogy lefedje ezt a tartományt, hogy biztosítsa az áramkör meghibásodását. Ezenkívül más biztonsági tényezőket is figyelembe kell venni az indukált feszültségtranzienseket.

Másodszor, határozza meg az aktuális minősítést

A MOSFET áramerőssége az áramkör felépítésétől függ. A névleges áram az a maximális áram, amelyet a terhelés minden körülmények között elvisel. A feszültség esetéhez hasonlóan a tervezőnek meg kell győződnie arról, hogy a kiválasztott MOSFET képes elviselni ezt a névleges áramot, még akkor is, ha a rendszer tüskeáramot generál. A két jelenlegi forgatókönyv a folyamatos üzemmód és az impulzuscsúcsok. a MOSFET állandósult állapotban van folyamatos vezetési módban, amikor az áram folyamatosan halad át a készüléken. Az impulzuscsúcsok az eszközön átfolyó nagyszámú túlfeszültségre (vagy áramcsúcsra) utalnak, amely esetben a maximális áramerősség meghatározása után egyszerűen csak egy olyan eszközt kell kiválasztani, amely képes ellenállni ennek a maximális áramerősségnek.

A névleges áram kiválasztása után a vezetési veszteség is kiszámításra kerül. Konkrét esetekben,MOSFETnem ideálisak a vezetési folyamat során fellépő elektromos veszteségek, az úgynevezett vezetési veszteségek miatt. Bekapcsolt állapotban a MOSFET változó ellenállásként működik, amelyet az eszköz RDS(ON)-ja határoz meg, és jelentősen változik a hőmérséklettel. A készülék teljesítményvesztesége az Iload2 x RDS(ON)-ból számítható, és mivel a bekapcsolási ellenállás a hőmérséklet függvényében változik, a teljesítményveszteség arányosan változik. Minél nagyobb a MOSFET-re kapcsolt VGS feszültség, annál alacsonyabb az RDS(ON); fordítva, minél magasabb az RDS(ON). A rendszertervező számára itt jönnek szóba a kompromisszumok a rendszer feszültségétől függően. Hordozható kiviteleknél az alacsonyabb feszültség könnyebb (és elterjedtebb), míg az ipari kiviteleknél magasabb feszültség alkalmazható. Vegye figyelembe, hogy az RDS(ON) ellenállás enyhén emelkedik az árammal.

A technológia óriási hatással van az alkatrészek jellemzőire, és egyes technológiák általában az RDS(ON) növekedését eredményezik a maximális VDS növelésekor. Az ilyen technológiáknál az ostya méretének növelése szükséges, ha a VDS-t és az RDS(ON)-t csökkenteni kell, így növelve a hozzá tartozó csomagméretet és a megfelelő fejlesztési költséget. Az iparban számos technológia próbálja szabályozni az ostyaméret növekedését, ezek közül a legfontosabbak az árok- és töltéskiegyenlítési technológiák. Az ároktechnológiában egy mély árkot ágyaznak be az ostyába, általában alacsony feszültségek számára fenntartva, hogy csökkentsék az RDS(ON) bekapcsolási ellenállását.

III. Határozza meg a hőelvezetési követelményeket!

A következő lépés a rendszer hőigényének kiszámítása. Két különböző forgatókönyvet kell figyelembe venni, a legrosszabb és a valós esetet. A TPV azt javasolja, hogy az eredményeket a legrosszabb forgatókönyvre számítsák ki, mivel ez a számítás nagyobb biztonsági sávot biztosít, és biztosítja, hogy a rendszer nem fog meghibásodni.

IV. Kapcsolási teljesítmény

Végül a MOSFET kapcsolási teljesítménye. Számos paraméter befolyásolja a kapcsolási teljesítményt, a legfontosabbak a kapu/lefolyó, a kapu/forrás és a leeresztő/forrás kapacitás. Ezek a kapacitások kapcsolási veszteségeket képeznek az alkatrészben, mivel minden kapcsoláskor fel kell tölteni őket. Ennek eredményeként csökken a MOSFET kapcsolási sebessége és csökken a készülék hatékonysága. A készülék kapcsolási veszteségének kiszámításához a tervezőnek ki kell számítania a bekapcsoláskor (Eon) és a kikapcsoláskor (Eoff) keletkező veszteségeket. Ez a következő egyenlettel fejezhető ki: Psw = (Eon + Eoff) x kapcsolási frekvencia. A kaputöltés (Qgd) pedig a legnagyobb hatással van a kapcsolási teljesítményre.