כיצד לבחור נכון MOSFETs עם מתח קטן

בחירת מתח קטן MOSFET היא חלק חשוב מאוד שלMOSFETהבחירה לא טובה עשויה להשפיע על היעילות והעלות של המעגל כולו, אבל גם יביא הרבה צרות למהנדסים, שאיך לבחור נכון את ה-MOSFET?

בחירת N-channel או P-channel השלב הראשון בבחירת ההתקן הנכון לתכנון הוא להחליט אם להשתמש ב-MOSFET N-channel או P-channel ביישום מתח טיפוסי, MOSFET מהווה מתג צד במתח נמוך כאשר ה-MOSFET מוארק והעומס מחובר למתח המטען. במתג צד של מתח נמוך, יש להשתמש ב-MOSFET N-channel עקב התחשבות במתח הנדרש כדי לכבות או להפעיל את המכשיר.

כאשר ה-MOSFET מחובר לאוטובוס והעומס מוארק, יש להשתמש במתג הצד של המתח הגבוה. בדרך כלל נעשה שימוש ב-MOSFET של ערוץ P בטופולוגיה זו, שוב משיקולי כונן מתח. קבע את הדירוג הנוכחי. בחר את הדירוג הנוכחי של ה-MOSFET. בהתאם למבנה המעגל, דירוג זרם זה צריך להיות הזרם המרבי שהעומס יכול לעמוד בו בכל הנסיבות.

בדומה למקרה של מתח, על המתכנן לוודא שהנבחרMOSFETיכול לעמוד בדירוג הנוכחי הזה, גם כאשר המערכת מייצרת זרמי ספייק. שני המקרים הנוכחיים שיש לקחת בחשבון הם מצב רציף ודופק. במצב הולכה רציפה, ה-MOSFET נמצא במצב יציב, כאשר זרם עובר ברציפות דרך המכשיר.

דופק דופק הם כאשר יש נחשולים גדולים (או קוצים של זרם) זורמים דרך המכשיר. לאחר שנקבע הזרם המקסימלי בתנאים אלה, זה פשוט עניין של בחירה ישירה של מכשיר שיכול לעמוד בזרם המרבי הזה. קביעת דרישות תרמיות בחירת MOSFET דורשת גם חישוב הדרישות התרמיות של המערכת. המעצב חייב לשקול שני תרחישים שונים, המקרה הגרוע והמקרה האמיתי. מומלץ להשתמש בחישוב המקרה הגרוע ביותר מכיוון שהוא מספק מרווח בטיחות גדול יותר ומבטיח שהמערכת לא תיכשל. יש גם כמה מדידות שכדאי לשים לב אליהן בגיליון הנתונים של MOSFET; כגון ההתנגדות התרמית בין צומת המוליכים למחצה של התקן האריזה והסביבה, וטמפרטורת הצומת המקסימלית. החלטה על ביצועי המיתוג, השלב האחרון בבחירת MOSFET הוא להחליט על ביצועי המיתוג שלMOSFET.

ישנם פרמטרים רבים המשפיעים על ביצועי המיתוג, אך החשובים ביותר הם gate/drain, gate/source, ו-drain/source. קיבולים אלו יוצרים הפסדי מיתוג במכשיר מכיוון שיש לטעון אותם במהלך כל מיתוג. לכן מהירות המעבר של ה-MOSFET מופחתת והיעילות של המכשיר יורדת. כדי לחשב את סך הפסדי ההתקן במהלך המיתוג, על המעצב לחשב את הפסדי ההפעלה (Eon) ואת הפסדי הכיבוי.

כאשר הערך של vGS קטן, יכולת קליטת האלקטרונים אינה חזקה, דליפה - מקור בין הערוץ שעדיין לא מוליך קיים, עליית vGS, נספגת במצע P שכבת פני השטח החיצונית של אלקטרונים עם עלייה, כאשר ה-vGS מגיע ל- ערך מסוים, האלקטרונים האלה בשער ליד מראה המצע P מהווים שכבה דקה מסוג N, וכאשר שני אזורי N + מחוברים כאשר vGS מגיע לערך מסוים, האלקטרונים הללו ב השער ליד מראה מצע P יהווה שכבה דקה מסוג N, ומחובר לשני אזורי N+, בניקוז - מקור יהוו תעלה מוליכה מסוג N, סוג המוליך שלה והיפוכו של המצע P, המהווים את שכבה אנטי-טיפוס. vGS גדול יותר, התפקיד של הופעת המוליכים למחצה של ככל שהשדה החשמלי חזק יותר, ספיגת האלקטרונים לחלק החיצוני של מצע P, ככל שהתעלה המוליך עבה יותר, כך התנגדות הערוץ נמוכה יותר. כלומר, N-channel MOSFET ב-vGS < VT, אינו יכול להוות ערוץ מוליך, הצינור נמצא במצב חיתוך. כל עוד כאשר vGS ≥ VT, רק כאשר הרכב הערוץ. לאחר יצירת הערוץ, נוצר זרם ניקוז על ידי הוספת מתח קדימה vDS בין ה- ניקוז - מקור.

אבל Vgs ממשיך לעלות, נניח IRFPS40N60KVgs = 100V כאשר Vds = 0 ו-Vds = 400V, שני תנאים, פונקציית הצינור להביא איזו השפעה, אם נשרף, הסיבה והמנגנון הפנימי של התהליך הוא איך להגדיל Vgs יצמצם Rds (מופעל) מפחיתים את הפסדי המיתוג, אך במקביל יגדילו את ה-Qg, כך שהפסד ההפעלה הופך גדול יותר, ומשפיע על היעילות של מתח ה-MOSFET GS על-ידי Vgg ל-Cgs טעינה ועלייה, הגיעה למתח התחזוקה Vth, MOSFET start מוליך; עליית זרם MOSFET DS, קיבול Millier במרווח עקב פריקת קיבול ופריקה של DS, לטעינת קיבול GS אין השפעה רבה; Qg = Cgs * Vgs, אבל המטען ימשיך להצטבר.

מתח ה-DS של ה-MOSFET יורד לאותו מתח כמו Vgs, קיבול ה-Millier גדל מאוד, מתח הכונן החיצוני מפסיק לטעון את קיבול ה-Millier, המתח של קיבול ה-GS נשאר ללא שינוי, המתח בקיבול ה-Millier גדל, בעוד המתח. ב-DS הקיבול ממשיך לרדת; מתח ה-DS של ה-MOSFET יורד למתח בהולכה רוויה, קיבול Millier הופך קטן יותר. מתח, והמתח על קיבול ה-GS עולה; ערוצי מדידת המתח הם סדרת 3D01, 4D01 ו-3SK המקומית של ניסאן.

קביעת קוטב G (שער): השתמש בגלגל השיניים של הדיודה של המולטימטר. אם רגל ושתי הרגליים האחרות בין מפל המתח החיובי והשלילי גדולים מ-2V, כלומר, התצוגה "1", הרגל הזו היא השער G. ואז החליפו את העט כדי למדוד את שאר שתי הרגליים, ירידת המתח קטנה באותו הזמן, העט השחור מחובר לקוטב D (נקז), העט האדום מחובר לקוטב S (מקור).