Millised on Power MOSFETide eelised?

Power MOSFETidest on saanud kaasaegsete jõuelektroonika rakenduste valikseade, mis on oma suurepäraste jõudlusomadustega revolutsiooniliselt muutnud tööstust. See põhjalik analüüs uurib arvukaid eeliseid, mis muudavad toite-MOSFET-id tänapäevastes elektroonilistes süsteemides asendamatuks.

1. Pingega juhitav töö

Erinevalt bipolaarsetest transistoridest (BJT), mis on vooluga juhitavad seadmed, on toite-MOSFET-id pingega juhitavad. See põhiomadus pakub mitmeid olulisi eeliseid:

Lihtsustatud väravaajami nõuded
Väiksem voolutarve juhtimisahelas
Kiiremad ümberlülitusvõimalused
Sekundaarse rikkega probleeme pole

BJT ja MOSFET värava ajami ahelate võrdlus

Joonis 1: MOSFETide lihtsustatud väravaajami nõuded võrreldes BJT-dega

2. Suurepärane lülitusjõudlus

Power MOSFETid paistavad silma kõrgsageduslike lülitusrakenduste valdkonnas, pakkudes traditsiooniliste BJT-de ees mitmeid eeliseid:

Lülituskiiruse võrdlus MOSFETi ja BJT vahel

Joonis 2: MOSFETi ja BJT lülituskiiruse võrdlus

Parameeter	Võimsus MOSFET	BJT
Lülituskiirus	Väga kiire (ns vahemik)	Mõõdukas (μs vahemik)
Lülituskaod	Madal	Kõrge
Maksimaalne lülitussagedus	>1 MHz	~100 kHz

3. Termilised omadused

Power MOSFETidel on suurepärased termilised omadused, mis aitavad kaasa nende töökindlusele ja jõudlusele:

Soojusomadused ja temperatuurikoefitsient

Joonis 3: RDS(sees) temperatuuritegur võimsusega MOSFET-ides

Positiivne temperatuurikoefitsient hoiab ära termilise põgenemise
Parem voolu jagamine paralleeltöös
Kõrgem termiline stabiilsus
Laiem ohutu tööala (SOA)

4. Madal sisselülitatud takistus

Kaasaegsed võimsusega MOSFET-id saavutavad äärmiselt madala sisselülitatud olekutakistuse (RDS(sees)), mis toob kaasa mitmeid eeliseid:

RDS(on) täiustamise ajalooline suundumus

Joonis 4: MOSFET RDS (sees) ajalooline paranemine

5. Paralleelsuse võime

Power MOSFETe saab hõlpsasti paralleelselt ühendada suuremate voolude käsitlemiseks tänu nende positiivsele temperatuurikoefitsiendile:

MOSFETide paralleelne töö

Joonis 5: Voolu jagamine paralleelselt ühendatud MOSFET-ides

6. Vastupidavus ja töökindlus

Power MOSFET-id pakuvad suurepäraseid vastupidavuse ja töökindluse omadusi:

Sekundaarse rikke nähtus puudub
Loomulik korpuse diood pöördpinge kaitseks
Suurepärane laviinivõime
Kõrge dV/dt võimekus

Ohutu tööpiirkonna võrdlus

Joonis 6: Ohutu tööpiirkonna (SOA) võrdlus MOSFETi ja BJT vahel

7. Kulutõhusus

Kuigi üksikute võimsusega MOSFETide algkulud võivad BJT-dega võrreldes olla suuremad, annavad nende üldised süsteemitaseme eelised sageli kulude kokkuhoiu: