Ինչպես ճիշտ ընտրել փոքր լարման MOSFET-ները

Փոքր լարման MOSFET-ի ընտրությունը շատ կարևոր մասն էՄՈՍՖԵՏընտրությունը լավ չէ, կարող է ազդել ամբողջ սխեմայի արդյունավետության և արժեքի վրա, բայց նաև շատ դժվարություններ կբերի ինժեներներին, թե ինչպես ճիշտ ընտրել MOSFET-ը:

 

 

Ընտրելով N-ալիք կամ P-ալիք Դիզայնի համար ճիշտ սարք ընտրելու առաջին քայլը որոշումն է՝ օգտագործել N-ալիք կամ P-ալիք MOSFET-ը սնուցման տիպիկ հավելվածում MOSFET-ը կազմում է ցածր լարման կողային անջատիչ, երբ MOSFET-ը հիմնավորված է, և բեռը միացված է բեռնախցիկի լարմանը: Ցածր լարման կողային անջատիչում պետք է օգտագործվի N-ալիքի MOSFET՝ հաշվի առնելով սարքն անջատելու կամ միացնելու համար անհրաժեշտ լարումը:

 

Երբ MOSFET-ը միացված է ավտոբուսին, և բեռը հիմնավորված է, պետք է օգտագործվի բարձր լարման կողային անջատիչը: P-channel MOSFET-ները սովորաբար օգտագործվում են այս տոպոլոգիայում, կրկին լարման շարժիչ նկատառումների համար: Որոշեք ընթացիկ վարկանիշը: Ընտրեք MOSFET-ի ընթացիկ վարկանիշը: Կախված շղթայի կառուցվածքից, այս ընթացիկ վարկանիշը պետք է լինի առավելագույն հոսանքը, որը բեռը կարող է դիմակայել բոլոր հանգամանքներում:

 

Լարման դեպքում նախագծողը պետք է ապահովի, որ ընտրվածՄՈՍՖԵՏկարող է դիմակայել այս ընթացիկ վարկանիշին, նույնիսկ այն ժամանակ, երբ համակարգը արտադրում է ցայտուն հոսանքներ: Երկու ընթացիկ դեպքերը, որոնք պետք է դիտարկել, շարունակական ռեժիմն են և զարկերակային ցատկերը: Շարունակական հաղորդման ռեժիմում MOSFET-ը գտնվում է կայուն վիճակում, երբ սարքի միջով անընդհատ հոսանք է անցնում:

 

Զարկերակային ցատկերը տեղի են ունենում այն ​​ժամանակ, երբ սարքի միջով հոսում են մեծ ալիքներ (կամ հոսանքի բարձրացումներ): Այս պայմաններում առավելագույն հոսանքը որոշվելուց հետո պարզապես ուղղակիորեն սարքի ընտրություն է, որը կարող է դիմակայել այս առավելագույն հոսանքին: Ջերմային պահանջների որոշում MOSFET-ի ընտրությունը պահանջում է նաև համակարգի ջերմային պահանջների հաշվարկ: Դիզայները պետք է հաշվի առնի երկու տարբեր սցենարներ՝ ամենավատ դեպքը և իրական դեպքը: Խորհուրդ է տրվում օգտագործել ամենավատ դեպքում հաշվարկը, քանի որ այն ապահովում է անվտանգության ավելի մեծ սահման և ապահովում, որ համակարգը չի խափանվի: Կան նաև որոշ չափումներ, որոնց մասին պետք է տեղյակ լինել MOSFET-ի տվյալների թերթիկում. ինչպիսիք են փաթեթային սարքի կիսահաղորդչային հանգույցի և շրջակա միջավայրի միջև ջերմային դիմադրությունը և միացման առավելագույն ջերմաստիճանը: ՄՈՍՖԵՏ-ի ընտրության վերջին քայլը, երբ որոշում կայացվի միացման աշխատանքի մասին, այն է, որ որոշում կայացվի անջատիչի կատարողականի վերաբերյալ:ՄՈՍՖԵՏ.

Կան բազմաթիվ պարամետրեր, որոնք ազդում են անջատման աշխատանքի վրա, բայց ամենակարևորներն են դարպասը/արտահոսքը, դարպասը/աղբյուրը և արտահոսքի/աղբյուրի հզորությունը: Այս հզորությունները սարքում ստեղծում են անջատման կորուստներ, քանի որ դրանք պետք է լիցքավորվեն յուրաքանչյուր անջատման ժամանակ: Հետևաբար, MOSFET-ի միացման արագությունը նվազում է, և սարքի արդյունավետությունը նվազում է: Միացման ժամանակ սարքի ընդհանուր կորուստները հաշվարկելու համար նախագծողը պետք է հաշվարկի միացման կորուստները (Eon) և անջատման կորուստները:

 

Երբ vGS-ի արժեքը փոքր է, էլեկտրոնները կլանելու ունակությունը ուժեղ չէ, արտահոսքը - աղբյուրը դեռևս հաղորդիչ կապուղու միջև առկա է, vGS-ն աճում է, ներծծվում է P ենթաշերտի մեջ էլեկտրոնների արտաքին մակերևութային շերտի մեջ, երբ vGS-ը հասնում է որոշակի արժեք, այս էլեկտրոնները դարպասի մոտ գտնվող P ենթաշերտի արտաքին տեսքի մոտ կազմում են N- տիպի բարակ շերտ, և երկու N + գոտու հետ կապված, երբ vGS-ը հասնում է որոշակի արժեքի, այս էլեկտրոնները դարպասի մոտ գտնվող P ենթաշերտի արտաքին տեսքին կկազմեն N-տիպի բարակ շերտը և միացված է երկու N + շրջանին, արտահոսքի աղբյուրում կազմում են N-տիպի հաղորդիչ ալիքը, դրա հաղորդիչ տեսակը և հակատիպային շերտը կազմող P ենթաշերտի հակառակը: vGS-ն ավելի մեծ է, կիսահաղորդչային տեսքի դերը որքան ուժեղ է էլեկտրական դաշտը, էլեկտրոնների կլանումը P ենթաշերտի արտաքին մասում, որքան ավելի հաստ է հաղորդիչ ալիքը, այնքան ցածր է ալիքի դիմադրությունը: Այսինքն, N-channel MOSFET-ը vGS < VT-ում չի կարող հաղորդիչ ալիք կազմել, խողովակը գտնվում է անջատման վիճակում: Քանի դեռ vGS ≥ VT, միայն այն ժամանակ, երբ ալիքը կազմը. Կապուղին կառուցելուց հետո արտահոսքի հոսանք է առաջանում՝ արտահոսքի աղբյուրի միջև առաջընթաց լարման vDS ավելացնելով:

Բայց Vgs-ը շարունակում է աճել, ասենք IRFPS40N60KVgs = 100V, երբ Vds = 0 և Vds = 400V, երկու պայման, խողովակի ֆունկցիան ինչ ազդեցություն է թողնում, եթե այրվի, պրոցեսի պատճառն ու ներքին մեխանիզմն այն է, թե ինչպես բարձրացնել Vgs-ը կնվազի: Rds (միացված) նվազեցնում են անջատման կորուստները, բայց միևնույն ժամանակ կավելացնեն Qg-ն, այնպես որ միացման կորուստն ավելի մեծանա՝ ազդելով MOSFET GS լարման արդյունավետության վրա Vgg-ից մինչև Cgs լիցքավորելով և բարձրանալով, հասել է սպասարկման լարման Vth: , MOSFET մեկնարկը conductive; MOSFET DS-ի հոսանքի աճ, Միլիերային հզորություն DS հզորության և լիցքաթափման միջակայքում, GS հզորության լիցքավորումը մեծ ազդեցություն չի ունենում. Qg = Cgs * Vgs, բայց լիցքը կշարունակի աճել:

MOSFET-ի DS լարումը իջնում ​​է նույն լարման, ինչ Vgs-ը, միլերի հզորությունը մեծապես մեծանում է, արտաքին շարժիչի լարումը դադարում է լիցքավորել Միլերի հզորությունը, GS հզորության լարումը մնում է անփոփոխ, Միլերի հզորության լարման վրա լարումը մեծանում է, մինչդեռ DS-ի վրա հզորությունը շարունակում է նվազել. MOSFET-ի DS լարումը նվազում է մինչև լարումը հագեցած հաղորդման ժամանակ, Միլերի հզորությունը փոքրանում է, MOSFET-ի DS լարումը իջնում ​​է մինչև հագեցվածության հաղորդման լարումը, Միլերի հզորությունը փոքրանում է և լիցքավորվում է GS հզորության հետ միասին արտաքին շարժիչով: լարումը, և GS-ի հզորության վրա լարումը բարձրանում է. Լարման չափման ալիքներն են կենցաղային 3D01, 4D01 և Nissan-ի 3SK սերիաները:

G-բևեռի (դարպասի) որոշում. օգտագործեք մուլտիմետրի դիոդային հանդերձանքը: Եթե ​​մի ոտքը և մյուս երկու ոտքերը դրական և բացասական լարման անկման միջև ավելի մեծ են, քան 2V, այսինքն՝ «1» էկրանը, այս ոտքը G դարպասն է: Եվ այնուհետև փոխանակեք գրիչը, որպեսզի չափեք մնացած երկու ոտքերը, լարման անկումը փոքր է այդ ժամանակ, սև գրիչը միացված է D-բևեռին (արտահոսք), կարմիր գրիչը միացված է S-բևեռին (աղբյուր):