МОСФЕТ дијаграми за избор на цевка за префрлување на пакети и кола

Првиот чекор е да се направи избор наМОСФЕТИ, кои доаѓаат во два главни типа: N-канал и P-канал. Во електроенергетските системи, MOSFET може да се сметаат како електрични прекинувачи. Кога се додава позитивен напон помеѓу портата и изворот на N-канален MOSFET, неговиот прекинувач се спроведува. За време на спроводливоста, струјата може да тече низ прекинувачот од одводот до изворот. Постои внатрешен отпор помеѓу одводот и изворот наречен RDS(ON). Мора да биде јасно дека портата на MOSFET е терминал со висока импеданса, така што на портата секогаш се додава напон. Ова е отпорот на заземјување на кој е поврзан портата во дијаграмот на колото прикажан подоцна. Ако портата се остави да виси, уредот нема да работи како што е дизајниран и може да се вклучи или исклучи во несоодветни моменти, што ќе резултира со потенцијално губење на енергија во системот. Кога напонот помеѓу изворот и портата е нула, прекинувачот се исклучува и струјата престанува да тече низ уредот. Иако уредот е исклучен во овој момент, сè уште има мала струја, која се нарекува струја на истекување или IDSS.

Чекор 1: Изберете N-канал или P-канал

Првиот чекор во изборот на правилен уред за дизајн е да се одлучи дали да се користи MOSFET со N-канален или P-канален. во типична апликација за напојување, кога MOSFET е заземјен и товарот е поврзан со напонот на багажникот, тој MOSFET го сочинува страничниот прекинувач со низок напон. Во страничен прекинувач со низок напон, N-каналМОСФЕТтреба да се користи поради разгледување на напонот потребен за исклучување или вклучување на уредот. Кога MOSFET е поврзан со автобусот и товарот е заземјен, треба да се користи високонапонскиот страничен прекинувач. Во оваа топологија обично се користи P-канален MOSFET, повторно за размислувања за напонскиот погон.

Чекор 2: Одредете го тековниот рејтинг

Вториот чекор е да го изберете моменталниот рејтинг на MOSFET. Во зависност од структурата на колото, овој рејтинг на струја треба да биде максималната струја што оптоварувањето може да ја издржи под сите околности. Слично на случајот со напонот, дизајнерот мора да се погрижи избраниот MOSFET да може да го издржи овој рејтинг на струја, дури и кога системот генерира врвни струи. Двата тековни случаи што се разгледуваат се континуиран режим и пулсни скокови. Овој параметар се заснова на FDN304P ЛИСТ НА ПОДАТОЦИ како референца и параметрите се прикажани на сликата:

Во режим на континуирана спроводливост, MOSFET е во стабилна состојба, кога струјата постојано тече низ уредот. Пулсовите скокови се кога има голема количина на наплив (или шилеста струја) што тече низ уредот. Откако ќе се одреди максималната струја под овие услови, едноставно се работи за директно избирање на уред кој може да ја издржи оваа максимална струја.

Откако ќе ја изберете номиналната струја, мора да ја пресметате и загубата на спроводливост. Во пракса, наМОСФЕТне е идеален уред, бидејќи во спроводниот процес ќе дојде до губење на моќноста, што се нарекува загуба на спроводливост. MOSFET во "вклучено" како променлив отпор, определен од RDS на уредот (ON), и со температурата и значителните промени. Дисипацијата на моќноста на уредот може да се пресмета од Iload2 x RDS(ON), и бидејќи отпорот на вклучување варира со температурата, дисипацијата на енергија варира пропорционално. Колку е поголем напонот VGS применет на MOSFET, толку помал ќе биде RDS(ON); обратно, толку повисок ќе биде RDS(ON). За дизајнерот на системот, ова е местото каде што компромисите доаѓаат во игра во зависност од напонот на системот. За преносни дизајни, полесно (и повообичаено) е да се користат пониски напони, додека за индустриски дизајни, може да се користат повисоки напони. Забележете дека отпорот RDS(ON) малку се зголемува со струјата. Варијациите во различните електрични параметри на отпорникот RDS(ON) може да се најдат во листот со технички податоци доставен од производителот.

Чекор 3: Определете ги топлинските барања

Следниот чекор при изборот на MOSFET е да се пресметаат топлинските барања на системот. Дизајнерот мора да земе предвид две различни сценарија, најлошиот и вистинскиот случај. Пресметката за најлошото сценарио се препорачува бидејќи овој резултат обезбедува поголема маргина на безбедност и гарантира дека системот нема да пропадне. Исто така, има некои мерења за кои треба да се знае на листот со податоци MOSFET; како што е термичкиот отпор помеѓу полупроводничкиот спој на спакуваниот уред и околината и максималната температура на спојницата.

Температурата на спојот на уредот е еднаква на максималната температура на околината плус производот на термичкиот отпор и дисипацијата на моќноста (температура на спој = максимална температура на околината + [термички отпор × дисипација на моќност]). Од оваа равенка може да се реши максималната дисипација на моќноста на системот, која по дефиниција е еднаква на I2 x RDS(ON). Бидејќи персоналот ја одреди максималната струја што ќе помине низ уредот, RDS(ON) може да се пресмета за различни температури. Важно е да се напомене дека кога се работи со едноставни термички модели, дизајнерот мора да го земе предвид и топлинскиот капацитет на полупроводничкиот спој/куќиштето на уредот и куќиштето/околината; т.е. потребно е печатеното коло и пакетот да не се загреат веднаш.

Обично, PMOSFET, ќе има паразитска диода, функцијата на диодата е да го спречи обратното поврзување извор-одвод, за PMOS, предноста во однос на NMOS е што неговиот напон на вклучување може да биде 0, а разликата во напонот помеѓу DS напонот не е многу, додека NMOS под услов бара VGS да биде поголем од прагот, што ќе доведе до контрола напонот е неизбежно поголем од потребниот напон и ќе има непотребни проблеми. PMOS е избран како контролен прекинувач за следните две апликации:

Температурата на спојот на уредот е еднаква на максималната температура на околината плус производот на термичкиот отпор и дисипацијата на моќноста (температура на спој = максимална температура на околината + [термички отпор × дисипација на моќност]). Од оваа равенка може да се реши максималната дисипација на моќноста на системот, која по дефиниција е еднаква на I2 x RDS(ON). Бидејќи дизајнерот ја одредил максималната струја што ќе помине низ уредот, RDS(ON) може да се пресмета за различни температури. Важно е да се напомене дека кога се работи со едноставни термички модели, дизајнерот мора да го земе предвид и топлинскиот капацитет на полупроводничкиот спој/куќиштето на уредот и куќиштето/околината; т.е. потребно е печатеното коло и пакетот да не се загреат веднаш.

Обично, PMOSFET, ќе има паразитска диода, функцијата на диодата е да го спречи обратното поврзување извор-одвод, за PMOS, предноста во однос на NMOS е што неговиот напон на вклучување може да биде 0, а разликата во напонот помеѓу DS напонот не е многу, додека NMOS под услов бара VGS да биде поголем од прагот, што ќе доведе до контрола напонот е неизбежно поголем од потребниот напон и ќе има непотребни проблеми. PMOS е избран како контролен прекинувач за следните две апликации:

Гледајќи го ова коло, контролниот сигнал PGC контролира дали V4.2 го напојува или не P_GPRS. Ова коло, терминалите на изворот и одводот не се поврзани со рикверц, R110 и R113 постојат во смисла дека струјата на контролната порта R110 не е премногу голема, R113 контролирајте ја вратата на нормалното, R113 повлекување до високо, почнувајќи од PMOS , но, исто така, може да се види како повлекување на контролниот сигнал, кога внатрешните пинови на MCU и се повлекуваат, што е, излезот на отворениот одвод кога излезот е отворен-одвод и не може да го избрка PMOS-от, во овој момент, неопходно е да се повлече надворешен напон, па затоа отпорникот R113 игра две улоги. Ќе му треба надворешен напон за да се повлече, така што отпорникот R113 игра две улоги. r110 може да биде помал, до 100 оми исто така.