Точки за избор на MOSFET

Изборот наМОСФЕТе многу важно, лошиот избор може да влијае на искористувањето на енергијата на целото коло, да ги совладате нијансите на различните компоненти и параметрите на MOSFET во различни кола за префрлување може да им помогне на инженерите да избегнат многу проблеми, следните се некои од препораките на Guanhua Weiye за избор на MOSFET.

Прво, P-канал и N-канал

Првиот чекор е да се одреди употребата на MOSFET-ови со N-канален или P-канален. во напојувањето, кога заземјувањето на MOSFET и товарот е поврзан со напонот на багажникот,МОСФЕТпретставува нисконапонски страничен прекинувач. При нисконапонско странично префрлување, генерално се користат N-канални MOSFET, што е предвид за напонот потребен за исклучување или вклучување на уредот. Кога MOSFET-от е поврзан со магистралата и оптоварување на земјата, се користи страничен прекинувач со висок напон. Вообичаено се користат P-канални MOSFET-ови, поради размислувањата за напонскиот погон. За да ги изберете вистинските компоненти за апликацијата, важно е да се одреди напонот потребен за возење на уредот и колку е лесно да се имплементира во дизајнот. Следниот чекор е да се одреди потребниот рејтинг на напон, или максималниот напон што може да го носи компонентата. Колку е поголем рејтингот на напонот, толку е поголема цената на уредот. Во пракса, рејтингот на напонот треба да биде поголем од напонот на багажникот или магистралата. Ова ќе обезбеди доволно заштита, така што MOSFET нема да пропадне. За изборот на MOSFET, важно е да се одреди максималниот напон што може да се издржи од одводот до изворот, односно максималниот VDS, па затоа е важно да се знае дека максималниот напон што MOSFET може да го издржи варира во зависност од температурата. Дизајнерите треба да го тестираат опсегот на напон во целиот опсег на работна температура. Номиналниот напон треба да има доволно маргина за да го покрие овој опсег за да се осигура дека колото нема да пропадне. Дополнително, треба да се земат предвид и други безбедносни фактори како минливи индуцирани напони.

Второ, одреди го моменталниот рејтинг

Тековниот рејтинг на MOSFET зависи од структурата на колото. Тековниот рејтинг е максималната струја што товарот може да ја издржи под сите околности. Слично на случајот со напон, дизајнерот треба да се увери дека избраниот MOSFET е способен да ја носи оваа номинална струја, дури и кога системот генерира врвна струја. Двете моментални сценарија што треба да се земат предвид се континуиран режим и скокови на пулсот. MOSFET е во стабилна состојба во режим на континуирана спроводливост, кога струјата постојано поминува низ уредот. Импулсните шила се однесуваат на голем број пренапони (или скокови на струја) што течат низ уредот, во тој случај, откако ќе се одреди максималната струја, едноставно се работи за директно избирање на уред кој може да ја издржи оваа максимална струја.

По изборот на номиналната струја, се пресметува и загубата на спроводливост. Во конкретни случаи,МОСФЕТне се идеални компоненти поради електричните загуби кои настануваат во текот на спроводниот процес, таканаречените загуби на спроводливоста. Кога е „вклучен“, MOSFET делува како променлив отпорник, кој се одредува со RDS(ON) на уредот и значително се менува со температурата. Загубата на моќноста на уредот може да се пресмета од Iload2 x RDS(ON), и бидејќи отпорот на вклучување варира во зависност од температурата, загубата на енергија варира пропорционално. Колку е поголем напонот VGS што се применува на MOSFET, толку е помал RDS(ON); обратно, колку е поголем RDS(ON). За дизајнерот на системот, ова е местото каде што компромисите доаѓаат во игра во зависност од напонот на системот. За преносни дизајни, помалите напони се полесни (и почести), додека за индустриски дизајни, може да се користат повисоки напони. Забележете дека отпорот RDS(ON) малку се зголемува со струјата.

Технологијата има огромно влијание врз карактеристиките на компонентите, а некои технологии имаат тенденција да резултираат со зголемување на RDS(ON) кога се зголемува максималниот VDS. За такви технологии, потребно е зголемување на големината на обландата доколку VDS и RDS(ON) треба да се намалат, со што се зголемува големината на пакетот што оди со него и соодветните трошоци за развој. Постојат голем број технологии во индустријата кои се обидуваат да го контролираат зголемувањето на големината на обландата, од кои најважни се технологиите за ровови и баланс на полнење. Во технологијата на ровови, длабок ров е вграден во нафората, обично резервиран за ниски напони, за да се намали отпорот RDS(ON).

III. Определете ги барањата за дисипација на топлина

Следниот чекор е да се пресметаат топлинските барања на системот. Треба да се разгледаат две различни сценарија, најлошиот и вистинскиот случај. TPV препорачува пресметување на резултатите за најлошото сценарио, бидејќи оваа пресметка обезбедува поголема маргина на безбедност и гарантира дека системот нема да пропадне.

IV. Изведба на префрлување

Конечно, перформансите на префрлување на MOSFET. Постојат многу параметри кои влијаат на перформансите на префрлување, најважните се портата/одводот, портата/изворот и капацитивноста на одводот/изворот. Овие капацитети формираат загуби при префрлување во компонентата поради потребата да се полнат секогаш кога се префрлаат. Како резултат на тоа, брзината на префрлување на MOSFET се намалува, а ефикасноста на уредот се намалува. За да се пресметаат вкупните загуби во уредот за време на вклучувањето, дизајнерот треба да ги пресмета загубите при вклучување (Eon) и загубите при исклучување (Eoff). Ова може да се изрази со следнава равенка: Psw = (Eon + Eoff) x фреквенција на префрлување. И полнењето на портата (Qgd) има најголемо влијание врз перформансите на префрлувањето.