Шағын кернеу MOSFET-ті қалай дұрыс таңдауға болады

Шағын кернеу MOSFET таңдау өте маңызды бөлігі болып табыладыMOSFETтаңдау жақсы емес, бүкіл схеманың тиімділігі мен құнына әсер етуі мүмкін, сонымен қатар MOSFET-ті қалай дұрыс таңдау керек деген инженерлерге көп қиындық әкеледі?

N-арнасын немесе P-арнасын таңдау Дизайн үшін дұрыс құрылғыны таңдаудың бірінші қадамы N-арнасын немесе P-арнасын MOSFET пайдалануды шешу болып табылады. MOSFET жерге тұйықталған және жүктеме магистральдық кернеуге қосылған. Төмен кернеулі бүйірлік қосқышта құрылғыны өшіру немесе қосу үшін қажетті кернеуді ескере отырып, N-арна MOSFET пайдаланылуы керек.

MOSFET шинаға қосылғанда және жүктеме жерге тұйықталған кезде, жоғары вольтты бүйірлік қосқышты пайдалану керек. P-арна MOSFET әдетте бұл топологияда, қайтадан кернеу жетектерін қарастыру үшін пайдаланылады. Ағымдағы рейтингті анықтаңыз. MOSFET ағымдағы рейтингін таңдаңыз. Тізбек құрылымына байланысты бұл ток рейтингі жүктеме барлық жағдайларда төтеп бере алатын максималды ток болуы керек.

Кернеу жағдайына ұқсас, дизайнер таңдалғанын қамтамасыз етуі керекMOSFETбұл ағымдағы рейтингке төтеп бере алады, тіпті жүйе секіру токтарын тудырса да. Қарастырылатын екі ағымдағы жағдай - үздіксіз режим және импульстік өсу. Үздіксіз өткізгіштік режимінде MOSFET тұрақты күйде, ол құрылғы арқылы үздіксіз ток өткен кезде.

Импульстік серпілістер - бұл құрылғы арқылы өтетін үлкен толқындар (немесе ток секірулері). Осы шарттардағы максималды ток анықталғаннан кейін, бұл максималды токқа төтеп бере алатын құрылғыны тікелей таңдау мәселесі. Жылулық талаптарды анықтау MOSFET таңдау жүйенің жылу талаптарын есептеуді де қажет етеді. Дизайнер екі түрлі сценарийді, ең нашар жағдайды және шынайы жағдайды қарастыруы керек. Ең нашар жағдайды есептеуді пайдалану ұсынылады, себебі ол қауіпсіздіктің үлкен маржасын қамтамасыз етеді және жүйенің істен шықпауын қамтамасыз етеді. Сондай-ақ MOSFET деректер парағында білуге ​​болатын кейбір өлшемдер бар; орама құрылғысының жартылай өткізгіштік түйісу мен қоршаған орта арасындағы жылу кедергісі және ең жоғары қосылыс температурасы сияқты. Коммутация өнімділігі туралы шешім қабылдау, MOSFET таңдаудың соңғы қадамы коммутация өнімділігін шешу болып табылады.MOSFET.

Коммутация өнімділігіне әсер ететін көптеген параметрлер бар, бірақ ең маңыздылары - қақпа/дренаж, қақпа/көз және ағызу/көздің сыйымдылығы. Бұл сыйымдылықтар құрылғыда коммутациялық шығындарды тудырады, себебі олар әр ауысу кезінде зарядталуы керек. сондықтан MOSFET ауысу жылдамдығы төмендейді және құрылғының тиімділігі төмендейді. Коммутация кезіндегі жалпы құрылғы шығындарын есептеу үшін конструктор қосу шығындарын (Eon) және өшіру шығындарын есептеуі керек.

vGS мәні аз болғанда, электрондарды сіңіру қабілеті күшті емес, ағып кету - әлі де өткізбейтін арналар арасындағы көз, vGS жоғарылайды, P субстратқа электрондардың сыртқы беткі қабатына сіңеді, vGS шамасына жеткенде. белгілі бір мәнге ие болған кезде, бұл электрондар Р субстратының жанындағы қақпада N-типті жұқа қабатты құрайды және екі N + аймағы қосылған кезде vGS белгілі бір мәнге жеткенде мәні, Р субстрат сыртқы түрі жақын қақпасында бұл электрондар N-типті жұқа қабатын құрайтын болады және екі N + аймағына қосылған, дренаждық көзде - N-типті өткізгіш арнаны құрайды, оның өткізгіш түрі және қарама-қарсы. P субстрат, типке қарсы қабатты құрайды. vGS үлкенірек, жартылай өткізгіштің рөлі күштірек электр өрісі, электрондардың P субстраттың сыртқы жағына жұтылуы, өткізгіш арна неғұрлым қалың болса, арна кедергісі соғұрлым төмен болады. Яғни, vGS < VT-дегі N-арна MOSFET, өткізгіш арна құра алмайды, түтік үзілген күйде. vGS ≥ VT болғанша, арна құрамы болғанда ғана. Арнаны құрастырғаннан кейін ағызу көзі арасына vDS алға кернеуін қосу арқылы ағызу тогы жасалады.

Бірақ Vgs көбейе береді, айталық IRFPS40N60KVgs = 100V кезінде Vds = 0 және Vds = 400V, екі жағдай, түтік функциясы қандай нәтиже береді, егер күйіп қалса, себебі және процестің ішкі механизмі Vgs жоғарылауы төмендейді. Rds (қосу) коммутациялық шығындарды азайтады, бірақ сонымен бірге Qg көбейтеді, осылайша қосу жоғалуы үлкенірек болады, бұл MOSFET GS кернеуінің Vgg бойынша Cgs зарядтау және жоғарылау тиімділігі, қызмет көрсету кернеуі Vth жеткен, MOSFET іске қосу өткізгіші; MOSFET DS токтың ұлғаюы, DS сыйымдылығы мен разрядының разрядына байланысты интервалдағы Миллиер сыйымдылығы, GS сыйымдылығының заряды көп әсер етпейді; Qg = Cgs * Vgs, бірақ заряд жинала береді.

MOSFET-тің DS кернеуі Vgs кернеуіне дейін төмендейді, Миллиер сыйымдылығы айтарлықтай артады, сыртқы жетек кернеуі Миллиер сыйымдылығын зарядтауды тоқтатады, GS сыйымдылығының кернеуі өзгеріссіз қалады, Миллиер сыйымдылығының кернеуі артады, ал кернеу жоғарылайды. DS сыйымдылығының төмендеуі жалғасуда; MOSFET-тің DS кернеуі қаныққан өткізгіштегі кернеуге дейін төмендейді, Миллиер сыйымдылығы азаяды MOSFET-тің DS кернеуі қаныққан өткізгіштіктегі кернеуге дейін төмендейді, Миллиер сыйымдылығы кішірейеді және GS сыйымдылығымен бірге сыртқы жетек арқылы зарядталады. кернеу, ал GS сыйымдылығындағы кернеу көтеріледі; кернеуді өлшеу арналары отандық 3D01, 4D01 және Nissan 3SK сериялары болып табылады.

G-полюсін (қақпаны) анықтау: мультиметрдің диодтық берілісін пайдаланыңыз. Оң және теріс кернеудің төмендеуі арасындағы фут және басқа екі фут 2В-тан жоғары болса, яғни «1» дисплейі, бұл аяқ G қақпасы болып табылады. Содан кейін қалған екі аяқты өлшеу үшін қаламды ауыстырыңыз, кернеудің төмендеуі сол уақытта аз, қара қалам D-полюсіне (ағызу), қызыл қалам S-полюсіне (көз) қосылған.