MOSFET-utvalgspunkter

Valget avMOSFETer veldig viktig, et dårlig valg kan påvirke strømbruken til hele kretsen, mestre nyansene til forskjellige MOSFET-komponenter og parametere i forskjellige svitsjekretser kan hjelpe ingeniører til å unngå mange problemer, følgende er noen av anbefalingene fra Guanhua Weiye for valg av MOSFET-er.

Først P-kanal og N-kanal

Det første trinnet er å bestemme bruken av N-kanal eller P-kanal MOSFET. i kraftapplikasjoner, når en MOSFET jord, og lasten er koblet til trunkspenningen, denMOSFETutgjør en lavspent sidebryter. Ved lavspenningssidesvitsjing brukes vanligvis N-kanals MOSFET-er, som er en vurdering av spenningen som kreves for å slå av eller på enheten. Når MOSFET er koblet til bussen og lastjord, brukes en høyspent sidebryter. P-kanal MOSFET-er brukes vanligvis, på grunn av spenningsdriftshensyn. For å velge de riktige komponentene for applikasjonen, er det viktig å bestemme spenningen som kreves for å drive enheten og hvor enkel den er å implementere i designet. Det neste trinnet er å bestemme den nødvendige spenningen, eller den maksimale spenningen som komponenten kan bære. Jo høyere spenningsklassifisering, desto høyere kostnad for enheten. I praksis bør spenningsklassifiseringen være større enn trunk- eller bussspenningen. Dette vil gi nok beskyttelse slik at MOSFET ikke svikter. For MOSFET-valg er det viktig å bestemme den maksimale spenningen som kan tåles fra drain til source, dvs. maksimal VDS, så det er viktig å vite at den maksimale spenningen som MOSFET tåler varierer med temperaturen. Designere må teste spenningsområdet over hele driftstemperaturområdet. Nominell spenning må ha nok margin til å dekke dette området for å sikre at kretsen ikke svikter. I tillegg må andre sikkerhetsfaktorer vurderes som induserte spenningstransienter.

For det andre, bestemme gjeldende vurdering

Strømvurderingen til MOSFET avhenger av kretsstrukturen. Strømstyrken er den maksimale strømmen som lasten tåler under alle omstendigheter. I likhet med spenningshuset, må designeren sørge for at den valgte MOSFET er i stand til å bære denne merkestrømmen, selv når systemet genererer en piggstrøm. De to aktuelle scenariene å vurdere er kontinuerlig modus og pulstopper. MOSFET er i stabil tilstand i kontinuerlig ledningsmodus når strømmen går kontinuerlig gjennom enheten. Pulsspiker refererer til et stort antall overspenninger (eller strømtopper) som strømmer gjennom enheten, i så fall, når den maksimale strømmen er bestemt, er det ganske enkelt et spørsmål om direkte å velge en enhet som kan motstå denne maksimale strømmen.

Etter å ha valgt merkestrømmen, beregnes også ledningstapet. I spesifikke tilfeller,MOSFETer ikke ideelle komponenter på grunn av de elektriske tapene som oppstår under den ledende prosessen, de såkalte ledningstapene. Når "på", fungerer MOSFET som en variabel motstand, som bestemmes av RDS(ON) til enheten og endres betydelig med temperaturen. Strømtapet til enheten kan beregnes fra Iload2 x RDS(ON), og siden på-motstanden varierer med temperaturen, varierer effekttapet proporsjonalt. Jo høyere spenningen VGS påføres MOSFET, jo lavere er RDS(ON); omvendt, jo høyere RDS(ON). For systemdesigneren er det her avveiningene kommer inn i bildet avhengig av systemspenningen. For bærbare design er lavere spenninger enklere (og mer vanlig), mens for industrielle design kan høyere spenninger brukes. Merk at RDS(ON)-motstanden stiger litt med strømmen.

Teknologi har en enorm innvirkning på komponentegenskaper, og noen teknologier har en tendens til å resultere i en økning i RDS(ON) når den maksimale VDS økes. For slike teknologier kreves det en økning i waferstørrelse dersom VDS og RDS(ON) skal senkes, og dermed øke pakkestørrelsen som følger med og tilsvarende utviklingskostnad. Det er en rekke teknologier i industrien som forsøker å kontrollere økningen i waferstørrelse, hvorav de viktigste er grøfte- og ladningsbalanseteknologier. I grøftteknologi er en dyp grøft innebygd i waferen, vanligvis reservert for lave spenninger, for å redusere på-motstanden RDS(ON).

III. Bestem kravene til varmeavledning

Det neste trinnet er å beregne de termiske kravene til systemet. To forskjellige scenarier må vurderes, det verste tilfellet og det virkelige tilfellet. TPV anbefaler å beregne resultatene for det verste scenarioet, da denne beregningen gir større sikkerhetsmargin og sikrer at systemet ikke svikter.

IV. Bytte ytelse

Til slutt, bytteytelsen til MOSFET. Det er mange parametere som påvirker bytteytelsen, de viktige er gate/drain, gate/source og drain/source kapasitans. Disse kapasitansene danner svitsjetap i komponenten på grunn av behovet for å lade dem hver gang de byttes. Som et resultat avtar koblingshastigheten til MOSFET og effektiviteten til enheten reduseres. For å beregne de totale tapene i enheten under svitsjingen, må designeren beregne tapene under tenning (Eon) og tapene under avslåing (Eoff). Dette kan uttrykkes med følgende ligning: Psw = (Eon + Eoff) x svitsjefrekvens. Og portlading (Qgd) har størst innvirkning på bytteytelsen.