Alat Penghitung MOSFET

Pemahaman Operasi MOSFET

1. Karakteristik Dasar

Transistor Semiconductif Oksida Metal MOSFET adalah perangkat berbasis tegangan yang dikontrol luas digunakan dalam aplikasi pengaturan dan amplifikasi. Operasinya berdasarkan mengendalikan konduktivitas saluran melalui tegangan kawat.

  • Jenis N-channel dan Jenis P-channel
  • Mode Pembaharuan dan Pengurangan
  • Tiga daerah operasional yang ditawarkan: penghalang, linear, penuh
  • Pertimbangan efek tubuh

Desain Pengemudi Tabung Gat

Bagaimana menghitung resistansi pengatur pintu dan kebutuhan pengemudi:

parameterFungsiContoh
Pembatas PintuRg = Vdr/Ig_puncak100kΩ untuk pengaliran daya 15V
Arus Kepada SatuIG = Qg × frekuensi swing kebisingan100mA pada frekuensi 100kHz

Kunci-Kunci Parametri

Parameter penting yang memungkinkan pemilihan dan operasi MOSFET:

VDS maksimum: Voltase rongga emis drain hingga sumber voltase source
IDMAX: Arus drain maksimum
Resistansi RDSpada pada saat on
Voltase penguatan VGS th
Qg: Muatan pintu total

Karakteristik Pemutus

Pemahaman perilaku pengaturan switch dan ketepatan waktu:

  • Waktu pengaktifan tdon
  • Waktu naik τt
  • Waktu pendinginan tpoff
  • Waktu jatuh tf

Perhitungan Kehilangan Daya Pada Pengaturan Mengatur

Bagaimana untuk menghitung dan mengoptimalkan kehilangan daya saat berpindah:

Naik SuhuPerubahan suhu ΔT = Pengaruh total Ptotal × Panas yang disimpan oleh komponen selama interval a - j Rth
Ti = Tamaian + Perubahan Suhu
Perhatikan jalan pengaruh panas.
Persyaratan Penyejahan PanasKekurangan Teraserial pada suhu a antara titik maksimum suhu jangka panjang dan suhu lingkungan adalah:
Pilih pendingin dengan Rth yang lebih rendah.
Termasuk bahan interfase termal.

Waktu Mati Penghitungan

Menghitung waktu mati minimal untuk operasi aman:

ParameterFormulaNilai Kebanyakan
Waktu Mati Minimaltidakada minimum td sama dengan waktu pemasangan maksimum tf plus waktu penyesuaian rata-rata trWaktu pulsa 100-500ns
Marginal Keamanantdsafe = 2 × tdminKekurangan waktu 200 hingga 1.000 nan-detik

Perhitungan Tegangan Gantung

Memahami perbedaan tegangan potensial suatu titik

ParameterFomulaCatatan
Threshold Vantgaran VgsVoltage Garis Girih VGS pada suhu tertentu VGSth,25°C dapat diperoleh dengan menambahkan perbedaan suhu TC dan perubahan suhu sebesar ΔT.Koefisien suhu
Pengaruh SuhuTC sekitar -2 hingga -4 mV per °CSinyal Negatif

Perhitungan Transkonduktansi

Pengertian karakteristik kemampuan gain MOSFET:

  • Formula Dasar:
    • gains transistor = perubahan ID terhadap perubahan VGS
    • Gedankan rata ≈ 2Dari Daya V / VGS - VGSmin
    • Bahan kepadatan transistore gm bergantung pada titik operasional
  • Titik Berjalan:
    • Region linear: nilai gm bervariasi dengan VDS
    • Daerah kelebihan: Stabilitas rasio transistor lebih stabil
    • Ukuran maksimum pemampat sinyal di saat ID maksimum dibagi dua

9. Penghitungan Arus Gelombang Pintas

Menganalisis kebutuhan muatan pintu:

ParameterFormulaAplikasi
Waktu Pemutus OnTon = Kegelapan / Hambatan GelombangKecepatan Switching
Energi Bantuan PintuEgg = Quotasi gigi x Volatge GesampelKerugian pembawa

Analisis Kehilangan Konduksi

Memahami dan menghitung kehilangan konduksi:

Jenis KerugianFomaPertimbangan
Kehilangan DCDaya P sama dengan kuadrat dari panas rataru ID berkat hambatan pada peringatan RDSon.Tergantung pada suhu
Kerugian ACPotensi P sama dengan Tekanan Arus IRMS persegi ² kali Ductance Satu Arus RDSon.Frekuensi tergantung

Pedoman Desain

Praktik terbaik untuk desain sirkuit MOSFET:

  • Pilih nilai VDS dengan margin 20%
  • Pertimbangkan pengelolaan panas pada awalnya
  • Gunakan sirkuit pengemudi pintu yang tepat
  • Terapkan efek parasiatik
  • Melakukan fitur perlindungan
  • Optimalkan Desain PCB

Referensi Cepat

Nilai Tipekelas

Vgsth = 2-4 Volt
RDSOFF: 1-100mΩ
Arus maksimum IDmax: 10 - 100 A
Charge Qg: 20-100 nKoulomb

Region Operasional

Kurangnya: VGS < VGSth
Linier: Vds kurang dari vgs - vgsth
Kematian: VDS > VGS - VGSth

Tips Desain

  • Gunakan pengemudi pintu yang tepat.
  • Kemampuan switch kecepatan
  • Pengawasan naik suhu monitor
  • Periksa batasan SOA
  • • Tambahkan sirkuit perlindungan
  • Kontrol Radiasi Elektonik/Mekanik