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 провали. 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 запас, за да покрие този диапазон, за да се гарантира, че веригата няма да се повреди. В допълнение, други фактори на безопасност трябва да се вземат предвид индуцираните 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, дизайнерът 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.
Време на публикуване: 22 април 2024 г
