Коли MOSFET підключено до шини та заземлення навантаження, використовується бічний перемикач високої напруги. Часто Р-каналMOSFETвикористовуються в цій топології, знову ж таки для розгляду приводу напруги. Визначення номінального струму Другим кроком є вибір номінального струму MOSFET. Залежно від структури схеми цей номінальний струм має бути максимальним струмом, який може витримати навантаження за будь-яких обставин.
Подібно до випадку напруги, розробник повинен переконатися, що вибранеMOSFETможе витримувати цей номінальний струм, навіть коли система генерує імпульсні струми. Розглянуто два поточних випадки: безперервний режим і стрибки імпульсу. На цей параметр посилається таблиця даних FDN304P, де MOSFET перебуває в усталеному стані в режимі безперервної провідності, коли струм безперервно протікає через пристрій.
Стрибки імпульсу виникають, коли через пристрій протікає великий стрибок (або сплеск) струму. Коли максимальний струм за цих умов визначено, залишається просто вибрати пристрій, який може витримати цей максимальний струм.
Після вибору номінального струму необхідно також розрахувати втрати провідності. На практиці МОП-транзистори не є ідеальними пристроями, оскільки під час процесу провідності відбувається втрата потужності, яка називається втратою провідності.
МОП-транзистор діє як змінний резистор, коли він увімкнений, як визначається RDS(ON) пристрою, і значно змінюється залежно від температури. Потужність, що розсіюється пристроєм, можна розрахувати за формулою Iload2 x RDS(ON), і оскільки опір увімкнення змінюється залежно від температури, розсіювана потужність змінюється пропорційно. Чим вище напруга VGS, прикладена до MOSFET, тим меншим буде RDS(ON); і навпаки, тим вищим буде RDS(ON). Для розробника системи саме тут вступають у гру компроміси залежно від напруги системи. Для портативних конструкцій простіше (і частіше) використовувати нижчі напруги, тоді як для промислових конструкцій можна використовувати вищі напруги.
Зауважте, що опір RDS(ON) трохи зростає зі струмом. Варіанти різних електричних параметрів резистора RDS(ON) можна знайти в технічному паспорті, наданому виробником.
Визначення теплових вимог Наступним кроком у виборі MOSFET є обчислення теплових вимог системи. Розробник повинен розглянути два різні сценарії: найгірший і реальний випадок. Рекомендується використовувати розрахунок для найгіршого сценарію, оскільки цей результат забезпечує більший запас надійності та гарантує, що система не вийде з ладу.
Є також деякі вимірювання, про які слід знатиMOSFETтехнічний паспорт; наприклад термічний опір між напівпровідниковим переходом упакованого пристрою та навколишнім середовищем, а також максимальна температура переходу. Температура переходу пристрою дорівнює максимальній температурі навколишнього середовища плюс добуток термічного опору та розсіюваної потужності (температура спаю = максимальна температура навколишнього середовища + [термічний опір х розсіювана потужність]). З цього рівняння можна розв’язати максимальну розсіювану потужність системи, яка за визначенням дорівнює I2 x RDS(ON).
Оскільки розробник визначив максимальний струм, який буде проходити через пристрій, RDS(ON) можна розрахувати для різних температур. Важливо відзначити, що, маючи справу з простими тепловими моделями, розробник також повинен враховувати теплоємність напівпровідникового переходу/корпуса пристрою та корпусу/оточення; тобто потрібно, щоб друкована плата і упаковка не нагрівалися відразу.
Зазвичай у PMOSFET буде присутній паразитний діод, функція діода полягає в запобіганні зворотному з’єднанню джерело-сток. Для PMOS перевага перед NMOS полягає в тому, що його напруга ввімкнення може бути 0, а різниця напруг між Напруга DS невелика, тоді як умова NMOS вимагає, щоб VGS перевищувало порогове значення, що призведе до того, що керуюча напруга неминуче перевищить необхідну напругу, і виникнуть непотрібні проблеми. PMOS вибрано як перемикач керування, є наступні два додатки: перше застосування, PMOS для здійснення вибору напруги, коли існує V8V, тоді напруга вся забезпечується V8V, PMOS буде вимкнено, VBAT не забезпечує напругу до VSIN, і коли V8V низький, VSIN живиться від 8В. Зверніть увагу на заземлення R120, резистора, який постійно знижує напругу затвора, щоб забезпечити належне ввімкнення PMOS, небезпеку стану, пов’язану з високим опором затвора, описаним раніше.
Функції D9 і D10 полягають у запобіганні резервної напруги, а D9 можна не використовувати. Слід зазначити, що DS схеми фактично змінюється, тому функція перемикаючої трубки не може бути досягнута провідністю підключеного діода, що слід зазначити в практичних застосуваннях. У цій схемі керуючий сигнал PGC контролює, чи подає V4.2 живлення на P_GPRS. Ця схема, клеми витоку та стоку не з’єднані з протилежними, R110 і R113 існують у тому сенсі, що струм керуючого затвора R110 не надто великий, R113 нормалізує контрольний затвор, R113 підтягує для високого, як у PMOS, але також можна розглядати як підтягування на керуючому сигналі, коли внутрішні штифти MCU підтягують, тобто вихід відкритого стоку, коли вихід не вимикає PMOS, у цей час це буде потрібна зовнішня напруга, щоб забезпечити підтягування, тому резистор R113 відіграє дві ролі. r110 можна менше, до 100 Ом можна.
Малокорпусні МОП-транзистори відіграють унікальну роль.
Час публікації: 27 квітня 2024 р
