MOSFET-Verrekker

Opmerkingen op het Functioneren van MOSFET

Een Basisaspecten

Metalloxyde-Semiconductoreffecttransistors MOSFETs zijn voltagesbestuurdende apparaten die breed gebruikt worden in sluit- en versterkingstoepassingen. Hun werking is gebaseerd op het controleren van de leiding conductiviteit door middel van de poortspanning.

  • N-kanalen en P-kanalen types
  • Verhoging en verdwijningsmodus
  • Drie werkingssgebieden: snuffel, lineair, volledig
  • LichaamsEffectbeheer

2. Schakelbesturing Ontwerp

Hoe je de gate resistancerekening en het voedingsverzoek berekent:

EigenschappenFormuleVoorgestelde voorbeeld
PoortresistorschakelaarRg = Vdr/Ig peakTien ohm voor 12-voltdreiber
PoortstroomIg = Qg × fsw becomes:100mA bij 100kHz

3. Sleutelparameter

Benodigde parameters voor de selectie en operatie van MOSFETs:

MAX VDS: Maxiemale draainuursspanning
Maximale stroomverliesstroom
In-blijvende weerstand
Threseholderpotentiaal van de ingangskabeljenspanning
Totaalgatebelasting

4. Wisselkenmerken

Verwarring met het klokkengedrag en de timing:

  • Activeringsdeltetijd tdon
  • Opklopende tijd tk
  • Afterslagtijd uitgang tdoff
  • Vallertijd tf

Switchen Verliesberekeningen

Hoe berekenen en minimaliseren van uitlaatingsverliezen:

TemperatuurstijgingΔT = Ptotal × Rthj-a
Tijd Tj = Temperatuur Tijd Ta + Verandering van Temperaturen ΔT
Overdracht van thermische weerstand
HitsschermvereistenThermisch weerstand Rthh-a = Tjmax - Ta/Ptotal - Rthj-c - Rthc-h
Kies een verwarmingsschil met lagere Rth
Incluider thermische verbindingsmateriaal

6. Storing van Levensduur

Calculerende minimaal overgangstijd voor veilige bedrijfsvoering:

KarakteristiekFormuleGebaseerde Waarden
Minimale Dodetijdtijdspanne minuten = tijdspanne seconden + tijdsverschil100 tot 500 picoseconden
Veiligheidsmarginetdsaf = 2 × tdminimal200-1000ns → 200-1000 ns

7. Schalprimaire Spanningberekening

Beschouwing van de variaties van de drempelvoltage

ParameterFormuleAantal notities
Threshtooling van het geleidingsspanningVGSThres = VGSThres,25°C + TC × ΔTTemperatuurcoëfficiënt
Temperatuur effectTijdsconstante ≈ -2 tot -4 mV/°CNegatieve koefficiënt

8. Overdrachtscalculation

Verwarring met de winstdrempelfuncties van MOSFET:

  • Basisformule:
    • Transformatie van gm naar Nederlands:
    • De geleiderweerstand gm is ongeveer gelijk aan 2 keer de stroom door het MOSFET ID, gedeeld door het verschillen tussen de gesamtelageving VGS en de VGS-drempelwaarde VGSth.
    • Drukkinggoed afhankelijk van operatietoestand
  • Bedrifspunt:
    • Lineaire regio: gm varieert met Vds
    • Verzadigingsgebied: gm meer stabil
    • Maximale transductiecoëfficient bij een maximumstroom van halvering van de maximale stroom

9. Port Chargegecomputatie

Analysing de opdracht voor de poortlading

ParameterFormuleToepassing
Aanpakstijdton = Qg/IgSnelheid van het switchen
PortiegastenenergieEg = Qg × VGS becomes:Drijverschorting

10. Conductieve Verliesanalyse

Verstaan en berekenen van conductieve verliezen:

VerliestypeFormuleOverwegingen
DC VerliesP = I²D × RDs opTemperatuurdpendant
AkkoordverliesP = I RMS² × RDS opFrequentiefondsafhankelijk

11. Ontwerp- en Bouwregels

Meest voorkomende praktijken voor de ontwikkeling van MOSFET-circuits:

  • Voorkeur van de VDS-lijning met een margine van 20%
  • Overweeg thermische beheer vroeg
  • Gebruik een correcte stroomdrivercircuit
  • Rekening houden met parasitische effecten
  • Beschermingsfuncties implementeren
  • Ontwerpen van de PCB naar optimalie

Rapportage voor de Snelle Referentie

Gevolgen van de Normaalwaarden

VGS-threshold: 2-4V
RDSop: 1-100μΩ
Ieger-id Maximum: 10-100 A
Qg: 20 tot 100 nC

Besturingseenheden

Kruispunt: VGS < VGSth
Lineair: VDS < VGS - VGSth
Overbelastinging: VDS > VGS - VGSth

Ontwerptips

  • Gebruik de juiste boogstroomaanvoer
  • • Overbrengings snelheid
  • • Bremskooltemperatuurregeling
  • • Controleer SOA-grenswaarden
  • • Beschermingscircuitten toevoegen
  • Beheer van Electromagnetische Interferentie/Interferentiecontrole EMI/EMC