Mata Pemilihan MOSFET

Pilihan daripadaMOSFETadalah sangat penting, pilihan yang buruk boleh menjejaskan penggunaan kuasa keseluruhan litar, menguasai nuansa komponen dan parameter MOSFET yang berbeza dalam litar pensuisan yang berbeza boleh membantu jurutera untuk mengelakkan banyak masalah, berikut adalah beberapa cadangan Guanhua Weiye untuk pemilihan MOSFET.

Pertama, saluran P dan saluran N

Langkah pertama ialah menentukan penggunaan MOSFET saluran-N atau saluran-P. dalam aplikasi kuasa, apabila MOSFET tanah, dan beban disambungkan kepada voltan batang, yangMOSFETmembentuk suis sisi voltan rendah. Dalam pensuisan sisi voltan rendah, MOSFET saluran N biasanya digunakan, yang merupakan pertimbangan untuk voltan yang diperlukan untuk mematikan atau menghidupkan peranti. Apabila MOSFET disambungkan ke bas dan tanah beban, suis sisi voltan tinggi digunakan. MOSFET saluran P biasanya digunakan, disebabkan pertimbangan pemacu voltan. Untuk memilih komponen yang sesuai untuk aplikasi, adalah penting untuk menentukan voltan yang diperlukan untuk memacu peranti dan betapa mudahnya ia dilaksanakan dalam reka bentuk. Langkah seterusnya ialah menentukan penarafan voltan yang diperlukan, atau voltan maksimum yang boleh dibawa oleh komponen. Semakin tinggi penarafan voltan, semakin tinggi kos peranti. Dalam amalan, penarafan voltan harus lebih besar daripada voltan batang atau bas. Ini akan memberikan perlindungan yang mencukupi supaya MOSFET tidak akan gagal. Untuk pemilihan MOSFET, adalah penting untuk menentukan voltan maksimum yang boleh ditahan dari longkang ke punca, iaitu, VDS maksimum, jadi adalah penting untuk mengetahui bahawa voltan maksimum yang boleh ditahan oleh MOSFET berbeza dengan suhu. Pereka bentuk perlu menguji julat voltan ke atas keseluruhan julat suhu operasi. Voltan terkadar perlu mempunyai margin yang mencukupi untuk menampung julat ini untuk memastikan litar tidak gagal. Di samping itu, faktor keselamatan lain perlu dipertimbangkan transien voltan teraruh.

Kedua, tentukan rating semasa

Penarafan semasa MOSFET bergantung pada struktur litar. Penarafan semasa ialah arus maksimum yang boleh ditahan oleh beban dalam semua keadaan. Sama seperti bekas voltan, pereka bentuk perlu memastikan bahawa MOSFET yang dipilih mampu membawa arus undian ini, walaupun semasa sistem menjana arus pancang. Dua senario semasa yang perlu dipertimbangkan ialah mod berterusan dan pancang nadi. MOSFET berada dalam keadaan mantap dalam mod pengaliran berterusan, apabila arus mengalir secara berterusan melalui peranti. Pancang nadi merujuk kepada sebilangan besar lonjakan (atau pancang arus) yang mengalir melalui peranti, dalam kes ini, apabila arus maksimum telah ditentukan, ia hanya perlu memilih peranti yang boleh menahan arus maksimum ini.

Selepas memilih arus undian, kehilangan pengaliran juga dikira. Dalam kes tertentu,MOSFETbukan komponen yang ideal kerana kehilangan elektrik yang berlaku semasa proses konduktif, yang dipanggil kerugian pengaliran. Apabila "hidup", MOSFET bertindak sebagai perintang boleh ubah, yang ditentukan oleh RDS(ON) peranti dan berubah dengan ketara mengikut suhu. Kehilangan kuasa peranti boleh dikira daripada Iload2 x RDS(ON), dan oleh kerana rintangan-on berbeza mengikut suhu, kehilangan kuasa berbeza secara berkadar. Semakin tinggi voltan VGS yang digunakan pada MOSFET, semakin rendah RDS(ON); sebaliknya, semakin tinggi RDS(ON). Bagi pereka bentuk sistem, di sinilah pertukaran bergantung pada voltan sistem. Untuk reka bentuk mudah alih, voltan yang lebih rendah adalah lebih mudah (dan lebih biasa), manakala untuk reka bentuk industri, voltan yang lebih tinggi boleh digunakan. Ambil perhatian bahawa rintangan RDS(ON) meningkat sedikit dengan arus.

Teknologi mempunyai kesan yang besar pada ciri komponen, dan sesetengah teknologi cenderung menghasilkan peningkatan dalam RDS(ON) apabila meningkatkan VDS maksimum. Untuk teknologi sedemikian, peningkatan dalam saiz wafer diperlukan jika VDS dan RDS(ON) akan diturunkan, sekali gus meningkatkan saiz pakej yang menyertainya dan kos pembangunan yang sepadan. Terdapat beberapa teknologi dalam industri yang cuba mengawal peningkatan saiz wafer, yang paling penting ialah teknologi parit dan imbangan caj. Dalam teknologi parit, parit dalam dibenamkan dalam wafer, biasanya dikhaskan untuk voltan rendah, untuk mengurangkan RDS(ON) pada rintangan.

III. Tentukan keperluan pelesapan haba

Langkah seterusnya ialah mengira keperluan terma sistem. Dua senario berbeza perlu dipertimbangkan, kes terburuk dan kes sebenar. TPV mengesyorkan pengiraan keputusan untuk senario terburuk, kerana pengiraan ini memberikan margin keselamatan yang lebih besar dan memastikan sistem tidak akan gagal.

IV. Prestasi Penukaran

Akhirnya, prestasi pensuisan MOSFET. Terdapat banyak parameter yang mempengaruhi prestasi pensuisan, yang penting ialah kemuatan get/drain, gate/source dan drain/source capacitance. Kapasiti ini membentuk kehilangan pensuisan dalam komponen kerana keperluan untuk mengecasnya setiap kali ia dihidupkan. Akibatnya, kelajuan pensuisan MOSFET berkurangan dan kecekapan peranti berkurangan. Untuk mengira jumlah kerugian dalam peranti semasa pensuisan, pereka bentuk perlu mengira kerugian semasa menghidupkan (Eon) dan kerugian semasa mematikan (Eoff). Ini boleh dinyatakan dengan persamaan berikut: Psw = (Eon + Eoff) x kekerapan menukar. Dan cas gerbang (Qgd) mempunyai impak terbesar pada prestasi pensuisan.