В последнее время, когда многие клиенты приходят в Olukey за консультацией по МОП-транзисторам, они задают вопрос: как выбрать подходящий МОП-транзистор? Что касается этого вопроса, Олукей ответит на него каждому.
Прежде всего, нам нужно понять принцип работы МОП-транзистора. Подробности о MOSFET подробно представлены в предыдущей статье «Что такое полевой МОП-транзистор». Если вам все еще неясно, вы можете сначала узнать об этом. Проще говоря, MOSFET относится к полупроводниковым компонентам, управляемым напряжением, и имеет такие преимущества, как высокое входное сопротивление, низкий уровень шума, низкое энергопотребление, большой динамический диапазон, простота интеграции, отсутствие вторичного пробоя и большой безопасный рабочий диапазон.
Итак, как же нам выбрать правильноеМОП-транзистор?
1. Определите, использовать ли N-канальный или P-канальный МОП-транзистор.
Во-первых, мы должны сначала определить, использовать ли N-канальный или P-канальный МОП-транзистор, как показано ниже:
Как видно из рисунка выше, существуют очевидные различия между N-канальными и P-канальными МОП-транзисторами. Например, когда МОП-транзистор заземлен, а нагрузка подключена к напряжению ветви, МОП-транзистор образует переключатель на стороне высокого напряжения. В это время следует использовать N-канальный МОП-транзистор. И наоборот, когда МОП-транзистор подключен к шине, а нагрузка заземлена, используется переключатель низкого уровня. МОП-транзисторы с P-каналом обычно используются в определенной топологии, что также обусловлено соображениями управления напряжением.
2. Дополнительное напряжение и дополнительный ток MOSFET.
(1). Определите дополнительное напряжение, необходимое для MOSFET.
Во-вторых, далее определим дополнительное напряжение, необходимое для привода напряжения, или максимальное напряжение, которое может принять устройство. Чем больше дополнительное напряжение МОП-транзистора. Это означает, что чем выше требования к MOSFETVDS, которые необходимо выбрать, тем особенно важно выполнять различные измерения и выбор на основе максимального напряжения, которое может принять МОП-транзистор. Конечно, обычно портативное оборудование имеет напряжение 20 В, источник питания FPGA — 20–30 В, а напряжение 85–220 В переменного тока — 450–600 В. МОП-транзистор производства WINSOK обладает высокой устойчивостью к напряжению и широким спектром применения и пользуется популярностью у большинства пользователей. Если у вас есть какие-либо потребности, пожалуйста, свяжитесь со службой онлайн-обслуживания клиентов.
(2) Определите дополнительный ток, необходимый для MOSFET.
Когда также выбраны условия номинального напряжения, необходимо определить номинальный ток, требуемый МОП-транзистором. Так называемый номинальный ток на самом деле представляет собой максимальный ток, который может выдержать МОП-нагрузка при любых обстоятельствах. Как и в случае с напряжением, убедитесь, что выбранный вами МОП-транзистор может выдержать определенное количество дополнительного тока, даже если система генерирует скачки тока. Двумя текущими условиями, которые следует учитывать, являются непрерывные схемы и всплески импульсов. В режиме непрерывной проводимости МОП-транзистор находится в устойчивом состоянии, когда ток продолжает течь через устройство. Всплеск импульса означает небольшой скачок (или пиковый ток), протекающий через устройство. После того как максимальный ток в окружающей среде определен, вам остается только непосредственно выбрать устройство, способное выдержать определенный максимальный ток.
После выбора дополнительного тока необходимо также учитывать потребление проводимости. В реальных ситуациях МОП-транзистор не является настоящим устройством, поскольку кинетическая энергия потребляется в процессе теплопроводности, что называется потерями проводимости. Когда МОП-транзистор включен, он действует как переменный резистор, значение которого определяется RDS(ON) устройства и значительно изменяется при измерении. Потребляемую мощность машины можно рассчитать по формуле Iload2×RDS(ON). Поскольку обратное сопротивление изменяется при измерении, соответственно будет меняться и потребляемая мощность. Чем выше напряжение VGS, приложенное к MOSFET, тем меньше будет RDS(ON); и наоборот, тем выше будет RDS(ON). Обратите внимание, что сопротивление RDS(ON) немного уменьшается с увеличением тока. С изменениями каждой группы электрических параметров резистора РДС (ВКЛ) можно ознакомиться в таблице выбора продукции производителя.
3. Определите требования к охлаждению, необходимые для системы.
Следующее условие, которое необходимо оценить, — это требования к отводу тепла, необходимые системе. В этом случае необходимо рассмотреть две идентичные ситуации, а именно наихудший случай и реальную ситуацию.
Что касается рассеивания тепла MOSFET,Олукейотдает приоритет решению наихудшего сценария, поскольку определенный эффект требует большей страховой маржи, чтобы гарантировать, что система не выйдет из строя. В таблице данных MOSFET есть некоторые данные измерений, которые требуют внимания; температура перехода устройства равна измеренному максимальному состоянию плюс произведение теплового сопротивления и рассеиваемой мощности (температура перехода = измеренное максимальное состояние + [тепловое сопротивление × рассеиваемая мощность]). Максимальную рассеиваемую мощность системы можно определить по определенной формуле, которая по определению совпадает с I2×RDS (ON). Мы уже рассчитали максимальный ток, который пройдет через устройство, и можем рассчитать RDS (ON) при разных измерениях. Кроме того, необходимо позаботиться о рассеивании тепла печатной платы и ее МОП-транзистора.
Лавинный пробой означает, что обратное напряжение на полусверхпроводниковом компоненте превышает максимальное значение и образует сильное магнитное поле, увеличивающее ток в компоненте. Увеличение размера щепы улучшит способность предотвращать обрушение ветром и, в конечном итоге, улучшит стабильность машины. Таким образом, выбор более крупной упаковки может эффективно предотвратить сход лавин.
4. Определите коммутационную способность МОП-транзистора.
Окончательным условием оценки является коммутационная способность МОП-транзистора. Существует множество факторов, влияющих на коммутационные характеристики МОП-транзистора. Наиболее важными из них являются три параметра: электрод-сток, электрод-исток и сток-исток. Конденсатор заряжается каждый раз при переключении, а это означает, что в конденсаторе возникают коммутационные потери. Следовательно, скорость переключения MOSFET уменьшится, что повлияет на эффективность устройства. Поэтому в процессе выбора МОП-транзистора также необходимо оценить и рассчитать общие потери устройства в процессе переключения. Необходимо рассчитать потери в процессе включения (Eon) и потери в процессе выключения. (Эофф). Полную мощность МОП-транзистора можно выразить следующим уравнением: Psw = (Eon + Eoff) × частота переключения. Заряд затвора (Qgd) оказывает наибольшее влияние на эффективность переключения.
Подводя итог, чтобы выбрать подходящий MOSFET, соответствующее решение должно быть сделано с учетом четырех аспектов: дополнительное напряжение и дополнительный ток N-канального MOSFET или P-канального MOSFET, требования к рассеиванию тепла в системе устройства и характеристики переключения МОП-транзистор.
Вот и все на сегодня о том, как правильно выбрать МОП-транзистор. Я надеюсь, что это поможет вам.
Время публикации: 12 декабря 2023 г.
