Pencara MOSFET

Pemahaman Operasi MOSFET

Sifat-asas Dasar

Transistor Jantung-Oksida-Metalik-Fokus Efek Transistor MOSFET adalah peralatan berpemindahan voltaj yang dikontrol luas digunakan dalam aplikasi memutarkan dan mengamplifikasi.

  • Jenis n-channel dan P-channel
  • Modus peningkatan dan modus kekurangan
  • Tiga ruang operasional utama: tukar, linear, penuh
  • Perhatian kekuatan badan

2. Perancangan Jangka Sorong

Cara menghitung penggunaan resistansi pangkat dan kebutuhan penggerak:

ParameterFormulaContoh
Pemimpin KemudahanRg = Vdr/Ig peak10Ω untuk pengendalian tegangan 12V
Arus PintalIG = Qg × frekuensi semburan maksimum fsw100mA pada 100kHz

Parameter Kunci

Parameter yang penting untuk pemilihan dan operasi MOSFET:

Voltan Dempul maksimum:
ID maksimum: Arus keluar padamaksimum
Kesan Dalam: Kekuatan Dalamnya pada Aktivasi RDSon
Potensi GND th: Volatasi kelembutan penghantar kuasa
Carga seluruh pintu

4. Sifat-Sifat Mengubah

Memahami sikap pemanas dan pengaturan masa:

  • Waktu pengaktifkan tdon
  • Waktu naik tr
  • Waktu penghentian tdoff
  • Waktu jatuh tf

5. Kesibatan Kehilangan Naliri

Cara menghitung dan mengurutkan kehilangan daya switch.

Peningkaman SuhuPerubahan suhu netral = Kuasa total * Tegangan panas j-alfa
Tj = Ta + ΔT
Hindari jalur tahan panas
Penggunaan Penyejuk PanasResistivity dalam suhu hambatan h-a = Suhu maksimum jauh Tjmax - Suhu ruang Ta/Jumlah panas total Ptotal - Resistiviti pada jarak cekap Rthj-c - Resistiviti pada jarak hambatan ke hambatan Rthc-h
Pilih pemanas dengan Rth yang lebih rendah.
Termasuk bahan penghubung panas

6. Kalibatan Masa Mati

Menghitung masa mati minimum untuk operasi selamat:

parameterFormulaNilain Rata-Rata
Masa Kematangan Minimumtidal minimum = tidal frequency + tidal time100 hingga 500 nanosekunde
Margin Keselamatantdsafe = 2 × tdmin200 hingga 1 μs

Kaliburan Taraf Tahanan 7. Kaliburan Taraf Tahanan

Memahami perubahan voltan ambang:

parameterFormulaCatatan
VGSth - Kegemburan Garis BawahKecepatan Vgs yang dianggap sebagai kecepatan modifikasi Vgsth adalah sama dengan kecepatan Vgs yang diatur pada suhu 25°C Vgsth,25°C plus perubahan suhu TC kali perbedaan suhu ΔT.Angka panas
Perancangan CuacaTC sekitar -2 hingga -4 mV/°CIstilah negatif

Pengiraan Transkonduktansi

Menjanaikan ciri-ciri gain MOSFET:

  • formula dasar:
    • gantungan arus daripada VGS
    • gm ≈ 2 × ID / VGS - VGSth
    • Kesan gaya medan mengandungi sifat operasi.
  • Punkt Operasi:
    • Pendekatan Linear: gm berubah dengan VDS
    • Wilangkanan pegangan: gm lebih stabil.
    • Kadar maksimum trans conductan di ID maksimum/2

Perhitungan Tegangan Pintu

Menganalisis keperluan muatan jahitan:

ParameterFormulaAplikasi
Masa Pengekalanton = Kapasitas Kondensasi / Tegangan GelombangKadaran berpindah
Energi KalihatGelombang Elektronik Eg = Gesaran Elekton Qg x Voltaj GS VGSKehilangan pengemudi

Analisis Kehilangan Penguaparan

Pemahaman dan pengiraan kehilangan konduksi:

Kelas KeupayaanFormulaPertimbangan
Kehancuran DCPotensi = Kesan kuat logaritm daripada ID² x Tahanan kuasa pada onTerapung bergantung pada suhu
Hilangannya ACPower P sama dengan gaya tarik I kali kedua pilihan rintangan kecil RDS pada onBerbezaan bergantung pada frekuensi.

Panduan Desain

Prinsip-perpraktik untuk Desain Sentuhkan MOSFET

  • Pilih saiz VDS dengan margin 20%
  • Perhatikan pencegahan suhu awal
  • Gunakan sirkuit pengendalikan pintu yang tepat
  • Akuikan efek parasitik
  • Pelaksanaan fitur perlindungan
  • Optimalkan susunaturan laman Printed Circuit Board PCB.

Pautan Pantas

Nilai Jenis Klasik

VGSterapung: 2-4 volt
Rangkaian kehilangan daya pada masa lembab RDSon: 1-100mΩ
Arus maksimum Imax di bahagian ID: 10 hingga 100 A
Penetapan tegangan 20 hingga 100 nA

Pengaruhi Aktif

Ahli cut-off: VGS kurang dari VGSth
Linier: VDS kurang dari VGS - VGSth.
Pemadaman : VDS > VGS - VGSth

Tips Desain

  • Gunakan pengendalian pintas yang tepat.
  • Kecepatan pindahan
  • Pengawasan naik suhu
  • Periksa batasan SOA
  • Tambah papan perlindungan
  • Kontrol EMI/EKC