MOSFET-udvælgelsespunkter

Valget afMOSFETer meget vigtigt, et dårligt valg kan påvirke strømforbruget af hele kredsløbet, mestre nuancerne af forskellige MOSFET-komponenter og parametre i forskellige koblingskredsløb kan hjælpe ingeniører med at undgå en masse problemer, følgende er nogle af anbefalingerne fra Guanhua Weiye til valg af MOSFET'er.

 

Først P-kanal og N-kanal

Det første trin er at bestemme brugen af ​​N-kanal eller P-kanal MOSFET'er. i strømapplikationer, når en MOSFET jord, og belastningen er forbundet til trunkspændingen, denMOSFETudgør en lavspændingssideafbryder. Ved lavspændingssideskift bruges N-kanal MOSFET'er generelt, hvilket er en overvejelse for den spænding, der kræves for at slukke eller tænde enheden. Når MOSFET'en er forbundet til bussen og belastningsjorden, bruges en højspændingssidekontakt. P-kanal MOSFET'er bruges normalt på grund af spændingsdrev overvejelser. For at vælge de rigtige komponenter til applikationen er det vigtigt at bestemme den spænding, der kræves for at drive enheden, og hvor let den er at implementere i designet. Det næste trin er at bestemme den nødvendige spændingsværdi eller den maksimale spænding, som komponenten kan bære. Jo højere spændingsværdien er, jo højere er prisen på enheden. I praksis bør spændingen være større end trunk- eller busspændingen. Dette vil give tilstrækkelig beskyttelse, så MOSFET'en ikke fejler. For valg af MOSFET er det vigtigt at bestemme den maksimale spænding, der kan modstås fra drain til source, dvs. den maksimale VDS, så det er vigtigt at vide, at den maksimale spænding, som MOSFET kan modstå, varierer med temperaturen. Designere skal teste spændingsområdet over hele driftstemperaturområdet. Den nominelle spænding skal have nok margin til at dække dette område for at sikre, at kredsløbet ikke svigter. Derudover skal andre sikkerhedsfaktorer betragtes som inducerede spændingstransienter.

 

For det andet skal du bestemme den aktuelle vurdering

Strømværdien af ​​MOSFET afhænger af kredsløbsstrukturen. Strømværdien er den maksimale strøm, som belastningen kan modstå under alle omstændigheder. I lighed med spændingshuset skal designeren sikre sig, at den valgte MOSFET er i stand til at bære denne mærkestrøm, selv når systemet genererer en spidsstrøm. De to aktuelle scenarier, der skal overvejes, er kontinuerlig tilstand og pulsspidser. MOSFET'en er i en stabil tilstand i kontinuerlig ledningstilstand, når strømmen passerer kontinuerligt gennem enheden. Pulsspidser refererer til et stort antal overspændinger (eller strømspidser), der strømmer gennem enheden, i hvilket tilfælde, når den maksimale strøm er blevet bestemt, er det simpelthen et spørgsmål om direkte at vælge en enhed, der kan modstå denne maksimale strøm.

 

Efter valg af mærkestrømmen beregnes også ledningstabet. I konkrete tilfælde,MOSFETer ikke ideelle komponenter på grund af de elektriske tab, der opstår under den ledende proces, de såkaldte ledningstab. Når "tændt", fungerer MOSFET'en som en variabel modstand, som bestemmes af enhedens RDS(ON) og ændrer sig væsentligt med temperaturen. Enhedens strømtab kan beregnes ud fra Iload2 x RDS(ON), og da tænd-modstanden varierer med temperaturen, varierer strømtabet proportionalt. Jo højere spænding VGS påført til MOSFET, jo lavere RDS(ON); omvendt, jo højere RDS(ON). For systemdesigneren er det her, afvejningen kommer i spil afhængigt af systemspændingen. For bærbare designs er lavere spændinger lettere (og mere almindelige), mens der til industrielle designs kan bruges højere spændinger. Bemærk, at RDS(ON)-modstanden stiger lidt med strømmen.

 

 

Teknologi har en enorm indflydelse på komponentegenskaber, og nogle teknologier har en tendens til at resultere i en stigning i RDS(ON), når den maksimale VDS øges. For sådanne teknologier kræves en forøgelse af waferstørrelsen, hvis VDS og RDS(ON) skal sænkes, og dermed øge den pakkestørrelse, der følger med, og de tilsvarende udviklingsomkostninger. Der er en række teknologier i industrien, der forsøger at kontrollere stigningen i waferstørrelse, hvoraf de vigtigste er skyttegravs- og ladningsbalanceteknologier. I skyttegravsteknologi er en dyb rende indlejret i waferen, normalt reserveret til lave spændinger, for at reducere RDS(ON)-modstanden.

 

III. Bestem kravene til varmeafledning

Det næste trin er at beregne de termiske krav til systemet. To forskellige scenarier skal overvejes, det værste tilfælde og det virkelige tilfælde. TPV anbefaler at beregne resultaterne for det værst tænkelige scenarie, da denne beregning giver en større sikkerhedsmargin og sikrer, at systemet ikke fejler.

 

IV. Skiftende ydeevne

Endelig omskiftningsydelsen af ​​MOSFET. Der er mange parametre, der påvirker koblingsydelsen, de vigtige er gate/drain, gate/source og drain/source kapacitans. Disse kapacitanser danner koblingstab i komponenten på grund af behovet for at oplade dem, hver gang de skiftes. Som et resultat falder omskiftningshastigheden for MOSFET'en, og enhedens effektivitet falder. For at beregne de samlede tab i enheden under skift, skal designeren beregne tabene under tænding (Eon) og tabene under sluk (Eoff). Dette kan udtrykkes ved følgende ligning: Psw = (Eon + Eoff) x skiftefrekvens. Og gate charge (Qgd) har den største indflydelse på switching ydeevne.