Точки за избор на MOSFET

Изборът наMOSFETе много важен, лошият избор може да повлияе на използването на мощността на цялата верига, овладяването на нюансите на различните MOSFET компоненти и параметри в различни превключващи вериги може да помогне на инженерите да избегнат много проблеми, по-долу са някои от препоръките на Guanhua Weiye за избор на MOSFET транзистори.

Първо, P-канал и N-канал

Първата стъпка е да се определи използването на N-канални или P-канални MOSFET. в захранващи приложения, когато MOSFET заземява и товарът е свързан към напрежението на магистралата, наMOSFETпредставлява страничен превключвател за ниско напрежение. При превключване на страната с ниско напрежение обикновено се използват N-канални MOSFET, което е съображение за напрежението, необходимо за изключване или включване на устройството. Когато MOSFET е свързан към шината и масата на товара, се използва страничен ключ за високо напрежение. Обикновено се използват P-канални MOSFET, поради съображения за задвижване на напрежението. За да изберете правилните компоненти за приложението, е важно да определите напрежението, необходимо за задвижване на устройството и колко лесно е да се внедри в дизайна. Следващата стъпка е да се определи необходимото напрежение или максималното напрежение, което компонентът може да носи. Колкото по-високо е напрежението, толкова по-висока е цената на устройството. На практика номиналното напрежение трябва да е по-голямо от напрежението на магистралата или шината. Това ще осигури достатъчна защита, така че MOSFET да не се повреди. За избора на MOSFET е важно да се определи максималното напрежение, което може да бъде издържано от изтичане до източник, т.е. максималното VDS, така че е важно да знаете, че максималното напрежение, което MOSFET може да издържи, варира в зависимост от температурата. Проектантите трябва да тестват обхвата на напрежението в целия диапазон на работната температура. Номиналното напрежение трябва да има достатъчен резерв, за да покрие този диапазон, за да се гарантира, че веригата няма да се повреди. Освен това трябва да се вземат предвид други фактори на безопасност, предизвикани от преходни процеси на напрежението.

Второ, определете текущия рейтинг

Номиналният ток на MOSFET зависи от структурата на веригата. Номиналният ток е максималният ток, който товарът може да издържи при всякакви обстоятелства. Подобно на случая с напрежение, дизайнерът трябва да се увери, че избраният MOSFET е способен да носи този номинален ток, дори когато системата генерира пиков ток. Двата текущи сценария, които трябва да се вземат предвид, са непрекъснат режим и пикове на импулса. MOSFET е в стабилно състояние в режим на непрекъсната проводимост, когато токът преминава непрекъснато през устройството. Импулсните пикове се отнасят до голям брой удари (или пикове на ток), протичащи през устройството, в който случай, след като максималния ток бъде определен, е просто въпрос на директен избор на устройство, което може да издържи на този максимален ток.

След избора на номиналния ток се изчислява и загубата на проводимост. В конкретни случаи,MOSFETне са идеални компоненти поради електрическите загуби, които възникват по време на процеса на проводимост, така наречените загуби на проводимост. Когато е "включен", MOSFET действа като променлив резистор, който се определя от RDS(ON) на устройството и се променя значително с температурата. Загубата на мощност на устройството може да се изчисли от Iload2 x RDS(ON) и тъй като съпротивлението при включване варира в зависимост от температурата, загубата на мощност варира пропорционално. Колкото по-високо е напрежението VGS, приложено към MOSFET, толкова по-ниско е RDS(ON); обратно, колкото по-висок е RDS(ON). За дизайнера на системата тук влизат в действие компромисите в зависимост от системното напрежение. За преносими дизайни по-ниските напрежения са по-лесни (и по-често срещани), докато за индустриалните дизайни могат да се използват по-високи напрежения. Обърнете внимание, че съпротивлението RDS(ON) се повишава леко с течението.

Технологията има огромно влияние върху характеристиките на компонентите и някои технологии водят до увеличаване на RDS(ON) при увеличаване на максималния VDS. За такива технологии е необходимо увеличаване на размера на пластината, ако VDS и RDS(ON) трябва да бъдат намалени, като по този начин се увеличи размерът на пакета, който върви с него, и съответните разходи за разработка. В индустрията има редица технологии, които се опитват да контролират увеличаването на размера на пластините, най-важните от които са технологиите за изкопаване и балансиране на заряда. При траншейната технология, в подложката е вграден дълбок канал, обикновено запазен за ниски напрежения, за да се намали съпротивлението при включване RDS(ON).

III. Определете изискванията за разсейване на топлината

Следващата стъпка е да се изчислят топлинните изисквания на системата. Трябва да се разгледат два различни сценария, най-лошият и реалният случай. TPV препоръчва изчисляване на резултатите за най-лошия сценарий, тъй като това изчисление осигурява по-голяма граница на безопасност и гарантира, че системата няма да се повреди.

IV. Превключване на производителност

И накрая, производителността на превключване на MOSFET. Има много параметри, които влияят върху производителността на превключване, като важните са капацитет гейт/източване, порта/източник и изтичане/източник. Тези капацитети образуват загуби при превключване в компонента поради необходимостта да се зареждат при всяко превключване. В резултат на това скоростта на превключване на MOSFET намалява и ефективността на устройството намалява. За да се изчислят общите загуби в устройството по време на превключване, проектантът трябва да изчисли загубите по време на включване (Eon) и загубите по време на изключване (Eoff). Това може да се изрази чрез следното уравнение: Psw = (Eon + Eoff) x честота на превключване. И зарядът на вратата (Qgd) има най-голямо влияние върху производителността на превключване.