Капацитет на портата, съпротивление при включване и други параметри на MOSFET

I. Капацитет на порта

Капацитетът на портата включва главно входен капацитет (Ciss), изходен капацитет (Coss) и обратен трансферен капацитет (Crss, известен също като капацитет на Милър).

Входен капацитет (Ciss):

ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Входящият капацитет е общият капацитет между портата и източника и източването и се състои от капацитета на източника на портата (Cgs) и капацитета на изтичането на портата (Cgd), свързани паралелно, т.е. Ciss = Cgs + Cgd.

Функция: Входящият капацитет влияе на скоростта на превключване на MOSFET. Когато входният капацитет се зареди до прагово напрежение, устройството може да бъде включено; разреден до определена стойност, устройството може да се изключи. Следователно управляващата верига и Ciss имат пряко въздействие върху забавянето при включване и изключване на устройството.

Изходен капацитет (Coss):

Дефиниция: Изходният капацитет е общият капацитет между дрейна и сорса и се състои от паралелния дрейн-източен капацитет (Cds) и гейт-дрейн (Cgd), т.е. Coss = Cds + Cgd.

Роля: В приложения с меко превключване Coss е много важен, защото може да предизвика резонанс във веригата.

Капацитет на обратно предаване (Crss):

Определение: Капацитетът на обратното предаване е еквивалентен на капацитета на изтичане на затвора (Cgd) и често се нарича капацитет на Милър.

Роля: Капацитетът на обратното предаване е важен параметър за времето на нарастване и спад на превключвателя и също така влияе върху времето за забавяне на изключване. Стойността на капацитета намалява с увеличаване на напрежението дрейн-източник.

II. Съпротивление при включено (Rds(on))

Определение: Съпротивлението при включено състояние е съпротивлението между източника и изтичането на MOSFET във включено състояние при специфични условия (напр. специфичен ток на утечка, напрежение на затвора и температура).

Влияещи фактори: Съпротивлението при включване не е фиксирана стойност, то се влияе от температурата, колкото по-висока е температурата, толкова по-голямо е Rds(on). В допълнение, колкото по-високо е издържаното напрежение, толкова по-дебела е вътрешната структура на MOSFET, толкова по-високо е съответното съпротивление при включване.

Важност: Когато се проектира импулсно захранване или схема на драйвер, е необходимо да се вземе предвид съпротивлението при включване на MOSFET, тъй като токът, протичащ през MOSFET, ще консумира енергия при това съпротивление и тази част от консумираната енергия се нарича включена загуба на съпротивление. Избирането на MOSFET с ниско съпротивление при включване може да намали загубата на съпротивление при включване.

Трето, други важни параметри

В допълнение към капацитета на портата и съпротивлението при включване, MOSFET има някои други важни параметри като:

V(BR)DSS (напрежение на разрушаване на източника на дрейн):Напрежението на дрейн източника, при което токът, протичащ през дренажа, достига определена стойност при определена температура и с късо съединение на гейт източника. Над тази стойност тръбата може да се повреди.

VGS(th) (прагово напрежение):Напрежението на затвора, необходимо за започване на образуването на проводящ канал между източника и дренажа. За стандартните N-канални MOSFET, VT е около 3 до 6V.

ID (максимален непрекъснат ток на изтичане):Максималният непрекъснат постоянен ток, който може да бъде разрешен от чипа при максималната номинална температура на свързване.

IDM (максимален импулсен ток на изтичане):Отразява нивото на импулсен ток, с което устройството може да се справи, като импулсният ток е много по-висок от непрекъснатия постоянен ток.

PD (максимално разсейване на мощността):устройството може да разсее максималната консумация на енергия.

В обобщение, капацитетът на портата, съпротивлението при включване и други параметри на MOSFET са критични за неговата производителност и приложение и трябва да бъдат избрани и проектирани в съответствие със специфични сценарии и изисквания на приложение.