Когда МОП-транзистор подключен к шине и заземлению нагрузки, используется переключатель на стороне высокого напряжения. Часто P-каналМОП-транзисторыиспользуются в этой топологии, опять же из соображений управления напряжением. Определение текущего номинала Вторым шагом является выбор текущего номинала MOSFET. В зависимости от структуры схемы этот номинальный ток должен быть максимальным током, который нагрузка может выдержать при любых обстоятельствах.
Как и в случае с напряжением, проектировщик должен убедиться, что выбранноеМОП-транзисторможет выдержать этот номинальный ток, даже если система генерирует пиковые токи. В настоящее время рассматриваются два случая: непрерывный режим и импульсные всплески. Этот параметр указан в ТЕХНИЧЕСКИХ ЛИСТАХ FDN304P, где МОП-транзистор находится в устойчивом состоянии в режиме непрерывной проводимости, когда через устройство непрерывно протекает ток.
Скачки импульса возникают тогда, когда через устройство протекает большой всплеск (или всплеск) тока. После того как максимальный ток в этих условиях определен, остается просто выбрать устройство, способное выдержать этот максимальный ток.
После выбора номинального тока необходимо также рассчитать потери проводимости. На практике МОП-транзисторы не являются идеальными устройствами, поскольку во время процесса проводимости происходит потеря мощности, которая называется потерей проводимости.
МОП-транзистор действует как переменный резистор, когда он включен, что определяется RDS(ON) устройства, и значительно меняется в зависимости от температуры. Рассеиваемую мощность устройства можно рассчитать по формуле Iload2 x RDS(ON), а поскольку сопротивление в открытом состоянии меняется в зависимости от температуры, рассеиваемая мощность изменяется пропорционально. Чем выше напряжение VGS, приложенное к MOSFET, тем меньше будет RDS(ON); и наоборот, тем выше будет RDS(ON). Для проектировщика системы именно здесь вступают в игру компромиссы в зависимости от напряжения системы. Для портативных конструкций проще (и более распространено) использовать более низкие напряжения, тогда как для промышленных конструкций можно использовать более высокие напряжения.
Обратите внимание, что сопротивление RDS(ON) немного увеличивается с увеличением тока. Вариации различных электрических параметров резистора RDS(ON) можно найти в технических данных, предоставленных производителем.
Определение тепловых требований Следующим шагом при выборе МОП-транзистора является расчет тепловых требований системы. Проектировщик должен рассмотреть два разных сценария: наихудший и истинный. Рекомендуется использовать расчет для наихудшего сценария, так как такой результат обеспечивает больший запас прочности и гарантирует, что система не выйдет из строя.
Есть также некоторые измерения, о которых следует знать наМОП-транзистортехническая спецификация; такие как тепловое сопротивление между полупроводниковым переходом корпусного устройства и окружающей средой, а также максимальная температура перехода. Температура перехода устройства равна максимальной температуре окружающей среды плюс произведение термического сопротивления и рассеиваемой мощности (температура перехода = максимальная температура окружающей среды + [тепловое сопротивление x рассеиваемая мощность]). Из этого уравнения можно определить максимальную рассеиваемую мощность системы, которая по определению равна I2 x RDS(ON).
Поскольку разработчик определил максимальный ток, который пройдет через устройство, RDS(ON) можно рассчитать для разных температур. Важно отметить, что при работе с простыми тепловыми моделями разработчик должен также учитывать теплоемкость полупроводникового перехода/корпуса устройства и корпуса/окружающей среды; т.е. требуется, чтобы печатная плата и корпус не нагревались сразу.
Обычно в PMOSFET присутствует паразитный диод, функция диода заключается в предотвращении обратного соединения исток-сток. Для PMOS преимущество перед NMOS заключается в том, что его напряжение включения может быть равно 0, а разница напряжений между Напряжение DS невелико, в то время как состояние NMOS требует, чтобы VGS было больше порога, что приведет к тому, что управляющее напряжение неизбежно превысит требуемое напряжение, и возникнут лишние хлопоты. PMOS выбирается в качестве переключателя управления, есть следующие два приложения: первое приложение, PMOS для выбора напряжения, когда V8V существует, тогда все напряжение обеспечивается V8V, PMOS будет выключен, VBAT не подает напряжение на VSIN, и когда V8V низкий, VSIN питается от 8 В. Обратите внимание на заземление R120, резистора, который постепенно снижает напряжение затвора, чтобы обеспечить правильное включение PMOS, опасность состояния, связанная с высоким сопротивлением затвора, описанным ранее.
Функции D9 и D10 заключаются в предотвращении резервного напряжения, D9 можно опустить. Следует отметить, что DS схемы фактически перевернут, так что функция переключающей трубки не может быть достигнута за счет проводимости присоединенного диода, что следует учитывать при практическом применении. В этой схеме сигнал управления PGC контролирует, подает ли V4.2 питание на P_GPRS. В этой схеме клеммы истока и стока не подключены друг к другу, R110 и R113 существуют в том смысле, что ток управляющего затвора R110 не слишком велик, R113 управляет нормальностью затвора, R113 подтягивается к высокому уровню, как у PMOS, но также можно рассматривать как подтягивание управляющего сигнала, когда внутренние контакты MCU и подтягивание, то есть выход с открытым стоком, когда выход не выключает PMOS, в это время это будет для подтягивания требуется внешнее напряжение, поэтому резистор R113 играет две роли. r110 можно поменьше, можно до 100 Ом.
МОП-транзисторы небольшого размера играют уникальную роль.
Время публикации: 27 апреля 2024 г.
