Останнім часом, коли багато клієнтів приходять до Olukey, щоб проконсультуватися щодо МОП-транзисторів, вони задають питання, як вибрати відповідний МОП-транзистор? Щодо цього питання, Олукей відповість кожному.
Перш за все, нам потрібно зрозуміти принцип MOSFET. Деталі MOSFET детально описані в попередній статті «Що таке MOS польовий транзистор». Якщо вам все ще незрозуміло, ви можете дізнатися про це спочатку. Простіше кажучи, MOSFET належить до напівпровідникових компонентів із керуванням напругою, які мають такі переваги, як високий вхідний опір, низький рівень шуму, низьке енергоспоживання, великий динамічний діапазон, легка інтеграція, відсутність вторинного пробою та великий безпечний робочий діапазон.
Отже, як ми повинні вибрати правильнийMOSFET?
1. Визначте, чи використовувати N-канальний або P-канальний MOSFET
По-перше, ми повинні спочатку визначити, чи використовувати N-канальний або P-канальний MOSFET, як показано нижче:
Як видно з малюнка вище, існують очевидні відмінності між N-канальним і P-канальним MOSFET. Наприклад, коли MOSFET заземлений і навантаження підключено до гілки напруги, MOSFET утворює бічний перемикач високої напруги. У цей час слід використовувати N-канальний MOSFET. І навпаки, коли МОП-транзистор підключений до шини і навантаження заземлено, використовується перемикач низького рівня. P-канальні MOSFET зазвичай використовуються в певній топології, що також пов’язано з міркуваннями приводу напруги.
2. Додаткова напруга та додатковий струм MOSFET
(1). Визначте додаткову напругу, необхідну MOSFET
По-друге, ми далі визначимо додаткову напругу, необхідну для керування напругою, або максимальну напругу, яку може прийняти пристрій. Чим більше додаткова напруга MOSFET. Це означає, що чим більші вимоги MOSFETVDS, які потрібно вибрати, особливо важливо проводити різні вимірювання та вибір на основі максимальної напруги, яку може прийняти MOSFET. Звичайно, загалом портативне обладнання має напругу 20 В, блок живлення FPGA — 20~30 В, а 85~220 В змінного струму — 450~600 В. МОП-транзистор виробництва WINSOK має сильний опір напрузі та широкий спектр застосувань, і його віддає перевагу більшість користувачів. Якщо у вас є якісь потреби, зверніться до служби підтримки клієнтів онлайн.
(2) Визначте додатковий струм, необхідний MOSFET
Коли також вибрано умови номінальної напруги, необхідно визначити номінальний струм, необхідний MOSFET. Так званий номінальний струм насправді є максимальним струмом, який може витримати навантаження МОП за будь-яких обставин. Подібно до ситуації з напругою, переконайтеся, що обраний вами MOSFET може витримати певну кількість додаткового струму, навіть якщо система генерує стрибки струму. Дві поточні умови, які слід враховувати, це безперервні шаблони та стрибки пульсу. У режимі безперервної провідності MOSFET перебуває в усталеному стані, коли струм продовжує протікати через пристрій. Імпульсний сплеск означає невелику величину стрибка (або пікового струму), що протікає через пристрій. Після визначення максимального струму в навколишньому середовищі вам потрібно лише безпосередньо вибрати пристрій, який може витримувати певний максимальний струм.
Після вибору додаткового струму необхідно також враховувати споживання провідності. У реальних ситуаціях MOSFET не є справжнім пристроєм, оскільки кінетична енергія споживається під час процесу теплопровідності, що називається втратою теплопровідності. Коли MOSFET увімкнено, він діє як змінний резистор, який визначається RDS(ON) пристрою та значно змінюється під час вимірювання. Споживання електроенергії апаратом можна розрахувати за допомогою Iload2×RDS(ON). Оскільки зворотний опір змінюється разом із вимірюванням, споживання електроенергії також змінюватиметься відповідно. Чим вище напруга VGS, прикладена до MOSFET, тим меншим буде RDS(ON); і навпаки, тим вищим буде RDS(ON). Зауважте, що опір RDS(ON) трохи зменшується зі струмом. Зміни кожної групи електричних параметрів для резистора RDS (ON) можна знайти в таблиці вибору продукції виробника.
3. Визначте вимоги до охолодження, необхідні системі
Наступна умова, яку необхідно оцінити, - це вимоги до тепловіддачі, необхідні системі. У цьому випадку необхідно розглядати дві ідентичні ситуації, а саме найгіршу та реальну ситуацію.
Що стосується розсіювання тепла MOSFET,Олюкінадає пріоритет розв'язанню найгіршого сценарію, оскільки певний ефект вимагає більшої страхової маржі, щоб гарантувати, що система не вийде з ладу. Є деякі дані вимірювань, які потребують уваги в аркуші даних MOSFET; температура з’єднання пристрою дорівнює вимірюванню максимального стану плюс добуток теплового опору та розсіюваної потужності (температура з’єднання = вимір максимального стану + [тепловий опір × розсіювана потужність]). Максимальна розсіювана потужність системи може бути розрахована за певною формулою, яка за визначенням є такою ж, як I2×RDS (ON). Ми вже розрахували максимальний струм, який пройде через пристрій, і можемо розрахувати RDS (ON) при різних вимірах. Крім того, необхідно подбати про розсіювання тепла друкованої плати та її MOSFET.
Лавинний пробій означає, що зворотна напруга на напівнадпровідному компоненті перевищує максимальне значення та утворює сильне магнітне поле, яке збільшує струм у компоненті. Збільшення розміру стружки покращить здатність запобігати руйнуванню вітром і, зрештою, покращить стабільність машини. Тому вибір більшої упаковки може ефективно запобігти сходженню лавин.
4. Визначте продуктивність перемикання MOSFET
Остаточна умова оцінки — продуктивність перемикання MOSFET. Є багато факторів, які впливають на продуктивність комутації MOSFET. Найбільш важливими з них є три параметри електрод-сток, електрод-витік і сток-джерело. Конденсатор заряджається щоразу, коли він перемикається, що означає, що в конденсаторі виникають втрати при перемиканні. Таким чином, швидкість перемикання MOSFET зменшиться, що вплине на ефективність пристрою. Тому в процесі вибору MOSFET також необхідно оцінити та розрахувати загальні втрати пристрою під час процесу комутації. Необхідно розрахувати втрати в процесі включення (Eon) і втрати в процесі вимикання. (Eoff). Загальна потужність перемикача MOSFET може бути виражена наступним рівнянням: Psw = (Eon + Eoff) × частота перемикання. Заряд затвора (Qgd) має найбільший вплив на продуктивність комутації.
Підводячи підсумок, щоб вибрати відповідний МОП-транзистор, відповідне рішення слід зробити з чотирьох аспектів: додаткова напруга та додатковий струм N-канального МОП-транзистору або Р-канального МОП-транзистора, вимоги до розсіювання тепла системою пристрою та продуктивність перемикання MOSFET.
На цьому на сьогодні все про те, як вибрати правильний MOSFET. Сподіваюся, це допоможе вам.
Час публікації: 12 грудня 2023 р
