חבילות קטנות MOSFETs

כאשר ה-MOSFET מחובר לאוטובוס ולהארקת העומס, נעשה שימוש במתג צד במתח גבוה. לעתים קרובות ערוץ Pמכשירי MOSFETמשמשים בטופולוגיה זו, שוב משיקולי כונן מתח. קביעת הדירוג הנוכחי השלב השני הוא בחירת 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 שנחשבים הם מצב מתמשך ודופק. לפרמטר זה מתייחס FDN304P DATASHEET, שבו ה-MOSFET נמצא במצב יציב במצב הולכה רציפה, כאשר זרם זורם ברציפות דרך המכשיר.

דופק דופק הם כאשר יש גל (או ספייק) גדול של זרם זורם דרך המכשיר. לאחר שנקבע הזרם המקסימלי בתנאים אלה, זה פשוט עניין של בחירה ישירה של מכשיר שיכול לעמוד בזרם המרבי הזה.

לאחר בחירת הזרם המדורג, יש לחשב גם את אובדן ההולכה. בפועל, MOSFETs אינם מכשירים אידיאליים מכיוון שיש אובדן כוח במהלך התהליך המוליך, מה שנקרא אובדן הולכה.

ה-MOSFET פועל כנגד משתנה כשהוא "פועל", כפי שנקבע על ידי ה-RDS(ON) של המכשיר, ומשתנה באופן משמעותי עם הטמפרטורה. ניתן לחשב את פיזור ההספק של המכשיר מ-Iload2 x RDS(ON), ומכיוון שהתנגדות ההפעלה משתנה עם הטמפרטורה, פיזור ההספק משתנה באופן פרופורציונלי. ככל שהמתח VGS המופעל על ה-MOSFET גבוה יותר, כך ה-RDS(ON) יהיה קטן יותר; לעומת זאת ככל שה-RDS(ON) יהיה גבוה יותר. עבור מעצב המערכת, כאן נכנסות הפשרות בהתאם למתח המערכת. עבור עיצובים ניידים, קל יותר (ונפוץ יותר) להשתמש במתחים נמוכים יותר, בעוד עבור עיצובים תעשייתיים, ניתן להשתמש במתחים גבוהים יותר.

שימו לב שהתנגדות ה-RDS(ON) עולה מעט עם הזרם. ניתן למצוא שינויים בפרמטרים החשמליים השונים של הנגד RDS(ON) בגיליון הנתונים הטכניים שסופק על ידי היצרן.

קביעת דרישות תרמיות השלב הבא בבחירת MOSFET הוא לחשב את הדרישות התרמיות של המערכת. המעצב חייב לשקול שני תרחישים שונים, המקרה הגרוע והמקרה האמיתי. מומלץ להשתמש בחישוב עבור התרחיש הגרוע ביותר, שכן תוצאה זו מספקת מרווח בטיחות גדול יותר ומבטיחה שהמערכת לא תיכשל.

יש גם כמה מדידות שצריך להיות מודעים אליהןMOSFETגיליון נתונים; כגון ההתנגדות התרמית בין צומת המוליכים למחצה של המכשיר הארוז לסביבת הסביבה, וטמפרטורת הצומת המקסימלית. טמפרטורת הצומת של המכשיר שווה לטמפרטורת הסביבה המקסימלית בתוספת התוצר של התנגדות תרמית ופיזור הספק (טמפרטורת צומת = טמפרטורת סביבה מקסימלית + [התנגדות תרמית x פיזור הספק]). מתוך משוואה זו ניתן לפתור את פיזור ההספק המרבי של המערכת, ששווה בהגדרה ל-I2 x RDS(ON).

מכיוון שהמעצב קבע את הזרם המקסימלי שיעבור במכשיר, ניתן לחשב RDS(ON) עבור טמפרטורות שונות. חשוב לציין שכאשר עוסקים במודלים תרמיים פשוטים, על המעצב להתחשב גם בקיבולת החום של צומת המוליכים למחצה/מארז ההתקן והמתחם/הסביבה; כלומר, נדרש שהלוח המודפס והאריזה לא יתחממו מיד.

בדרך כלל, PMOSFET, תהיה קיימת דיודה טפילית, תפקידה של הדיודה הוא למנוע את החיבור ההפוך של מקור-ניקוז, עבור PMOS, היתרון על פני NMOS הוא שמתח ההדלקה שלו יכול להיות 0, והפרש המתח בין מתח DS אינו רב, בעוד שה-NMOS בתנאי דורש שה-VGS יהיה גדול מהסף, מה שיוביל לכך שמתח הבקרה יהיה גדול יותר בהכרח מהמתח הנדרש, ויהיו צרות מיותרות. PMOS נבחר כמתג הבקרה, יש את שני היישומים הבאים: היישום הראשון, ה-PMOS לביצוע בחירת המתח, כאשר V8V קיים, אז המתח מסופק כולו על ידי V8V, ה-PMOS יכובה, ה-VBAT אינו מספק מתח ל-VSIN, וכאשר ה-V8V נמוך, ה-VSIN מופעל ב-8V. שימו לב להארקה של R120, נגד שמושך בהתמדה את מתח השער למטה כדי להבטיח הפעלה נכונה של PMOS, סכנת מצב הקשורה לעכבת השער הגבוהה שתוארה קודם לכן.

הפונקציות של D9 ו-D10 הן למנוע גיבוי מתח, וניתן לוותר על D9. יש לציין כי ה-DS של המעגל למעשה הפוך, כך שלא ניתן להשיג את תפקוד צינור המיתוג על ידי הולכה של הדיודה המחוברת, דבר שיש לשים לב אליו ביישומים מעשיים. במעגל זה, אות הבקרה PGC שולט אם V4.2 מספק חשמל ל-P_GPRS. מעגל זה, מסופי המקור והניקוז אינם מחוברים להיפך, R110 ו-R113 קיימים במובן שזרם שער בקרת R110 אינו גדול מדי, R113 תקינות שער בקרה, R113 pull-up עבור גבוה, נכון ל-PMOS, אך גם ניתן לראות כ-pull-up על אות הבקרה, כאשר הפינים הפנימיים של ה-MCU ו-pull-up, כלומר הפלט של ה-Open-Drain כאשר הפלט אינו מניע ה-PMOS כבוי, בשלב זה, זה יצטרך מתח חיצוני כדי לתת את המשיכה, כך שהנגד R113 ממלא שני תפקידים. r110 יכול להיות קטן יותר, עד 100 אוהם יכול להיות.