MOSFETi valikupunktid

ValikMOSFETon väga oluline, halb valik võib mõjutada kogu vooluahela energiakasutust, erinevate MOSFET-komponentide ja parameetrite nüansside valdamine erinevates lülitusahelates võib aidata inseneridel vältida palju probleeme, järgmised on mõned Guanhua Weiye soovitused MOSFET-ide valimiseks.

Esiteks P-kanal ja N-kanal

Esimene samm on määrata N-kanaliga või P-kanaliga MOSFET-ide kasutamine. toiterakendustes, kui MOSFET-maandus ja koormus on ühendatud pagasiruumi pingega,MOSFETmoodustab madalpinge külglüliti. Madalpinge külglülituses kasutatakse üldiselt N-kanaliga MOSFET-e, mis on seadme välja- või sisselülitamiseks vajaliku pinge arvestamine. Kui MOSFET on ühendatud siini ja koormuse maandusega, kasutatakse kõrgepinge külglülitit. P-kanaliga MOSFETe kasutatakse tavaliselt pingeajami kaalutlustel. Rakenduse jaoks õigete komponentide valimiseks on oluline kindlaks määrata seadme käitamiseks vajalik pinge ja kui lihtne on seda disainis rakendada. Järgmine samm on määrata nõutav nimipinge või maksimaalne pinge, mida komponent suudab kanda. Mida kõrgem on pinge, seda kõrgem on seadme maksumus. Praktikas peaks nimipinge olema suurem kui magistraal või siini pinge. See tagab piisava kaitse, et MOSFET ei rikkis. MOSFET-i valimisel on oluline määrata maksimaalne pinge, mida saab vastu pidada äravoolust allikani, st maksimaalne VDS, seega on oluline teada, et maksimaalne pinge, mida MOSFET talub, muutub sõltuvalt temperatuurist. Disainerid peavad testima pingevahemikku kogu töötemperatuuri vahemikus. Nimipingel peab selle vahemiku katmiseks olema piisavalt varu, et vooluring ei katkeks. Lisaks tuleb indutseeritud pinge siirdeid arvesse võtta ka muude ohutusteguritega.

Teiseks määrake praegune reiting

MOSFET-i voolutugevus sõltub vooluahela struktuurist. Voolu nimivool on maksimaalne vool, mida koormus võib igal juhul vastu pidada. Sarnaselt pingejuhtumiga peab projekteerija veenduma, et valitud MOSFET on võimeline kandma seda nimivoolu isegi siis, kui süsteem genereerib piigivoolu. Kaks praegust stsenaariumi, mida tuleb kaaluda, on pidev režiim ja impulsi hüpped. MOSFET on püsivas olekus pideva juhtivuse režiimis, kui vool läbib seadet pidevalt. Impulsi piigid viitavad suurele arvule seadmest läbi voolavatele liigpingetele (või voolutippudele), mille puhul, kui maksimaalne vool on kindlaks määratud, tuleb lihtsalt valida seade, mis suudab seda maksimaalset voolu taluda.

Pärast nimivoolu valimist arvutatakse ka juhtivuskadu. ErijuhtudelMOSFETei ole ideaalsed komponendid juhtivusprotsessi käigus tekkivate elektrikadude ehk nn juhtivuskadude tõttu. Kui see on "sees", toimib MOSFET muutuva takistina, mille määrab seadme RDS(ON) ja see muutub temperatuuriga oluliselt. Seadme võimsuskadu saab arvutada Iload2 x RDS(ON) järgi ja kuna sisselülitustakistus muutub olenevalt temperatuurist, varieerub võimsuskadu proportsionaalselt. Mida kõrgem on MOSFET-ile rakendatav pinge VGS, seda madalam on RDS(ON); vastupidi, mida kõrgem on RDS(ON). Süsteemi kujundaja jaoks tulevad siinkohal mängu kompromissid sõltuvalt süsteemi pingest. Kaasaskantavate konstruktsioonide puhul on madalamad pinged lihtsamad (ja levinumad), tööstusdisainilahenduste puhul saab kasutada kõrgemaid pingeid. Pange tähele, et RDS(ON) takistus tõuseb vooluga veidi.

Tehnoloogial on komponentide omadustele tohutu mõju ja mõned tehnoloogiad põhjustavad maksimaalse VDS-i suurendamisel tavaliselt RDS(ON) suurenemist. Selliste tehnoloogiate puhul on VDS-i ja RDS(ON) langetamiseks vaja vahvli suurust suurendada, suurendades sellega kaasnevat pakendi suurust ja vastavaid arenduskulusid. Tööstuses on mitmeid tehnoloogiaid, mis püüavad kontrollida vahvli suuruse suurenemist, millest olulisemad on kaeviku ja laengu tasakaalu tehnoloogiad. Kaevikutehnoloogias on plaadi sisse sügav kaevik, mis on tavaliselt reserveeritud madalpinge jaoks, et vähendada sisselülitatud takistust RDS(ON).

III. Määrake soojuse hajumise nõuded

Järgmine samm on süsteemi soojusvajaduste arvutamine. Arvestada tuleb kahe erineva stsenaariumiga, halvima ja tegeliku juhtumiga. TPV soovitab tulemused välja arvutada halvima stsenaariumi korral, kuna see arvutus annab suurema ohutusvaru ja tagab, et süsteem ei vea.

IV. Jõudluse vahetamine

Lõpuks MOSFETi lülitusjõudlus. Lülituse jõudlust mõjutavad paljud parameetrid, olulisemad on värav/äravool, värav/allikas ja äravoolu/allika mahtuvus. Need mahtuvused moodustavad komponendis lülituskadusid, kuna neid on vaja laadida iga kord, kui neid lülitatakse. Selle tulemusena väheneb MOSFET-i lülituskiirus ja seadme efektiivsus väheneb. Seadme kogukadude arvutamiseks lülitamise ajal peab projekteerija arvutama kaod sisselülitamisel (Eon) ja kaod väljalülitamisel (Eoff). Seda saab väljendada järgmise võrrandiga: Psw = (Eon + Eoff) x lülitussagedus. Ja värava laengul (Qgd) on lülitusjõudlusele suurim mõju.