Narzędzie obliczeniowe MOSFET

Zrozumienie pracy MOSFET

Właściwości podstawowe

Transzystery z ośrodkiem na wodór i oksyd cynkowy MOSFET są urządzeniami kontrolowanych przez napędzanie elektryczne, szeroko zastosowanymi w zastosowaniach przemiany włączenia i amplifikacji.

  • Drużyny niciową i drżawicą
  • Poprawka i trybowość zaspokojenia
  • Trzy regiony działania: przeciążenie, liniowe, nadmierńowanie
  • Współczynienie ciała

2. Projektowanie Systemu Przewodzenia Półprzewodników

Jak obliczyć przekazującego rezystor i wymagania napędowe:

ParametrFormułaPrzykład
Rezystance gałęziowaRg = Prąd drukowy maximum/Volty drukowyDziesięciokaloriek na napęd 12-stopniowy
Przepływ w jądrachIg = Qg × fsw100mA w 100kHz

Własne Parametry

Niedochodzące parametry dla wyboru i operacji MOSFET:

VDSmaksymalny: Maksymalna napięść źródła wstępu i emisji
Numer maksymalnej obciążonej prądu emisyjnego
Oponowanie w stanie ciągłym
Właściwość VGSth: Napięcie prógowe nadwodowego zasilania
Qg: Ogólny nastrój ładu

Charaktery switchingowe

Zrozumienie zachowania się przetwarzacza i czasu

  • Czas trwania zdarzenia wyłączeniowego tdon
  • Czas wzrostu
  • Czas wyłączania
  • Czas spadu tf

5. Obliczenia Straty Przechwytywania

Jak obliczyć i minimalizować straty w trakcie wyłączeń

Zbiorcze Zwiększenie TempératuryΔT = Ptotal × Rthj-a
T.J = T.A + △T
Odnos do odgrzewania oporu cieplnego
Rekomendacje dla Szklanicy CieplnejPrzewidywana temperatury cieplnego oporu na ciepło w warunkach aktywnego h-a = Tjmaksymalny - Ta/Ptotalnetto - Rthwydajny - Rthwybuchowy
Wybierz wentylator cieplny z niższą stopą przeniesienia ciepła.
Wklucz material zasilania cieplnego.

Czas Zmarcia Obliczenie

Odpowiednie obliczenie czasu zmarzecia minimalnego dla bezpiecznej operacji:

ParametrFormułaWartości Typical
Minimalna waktu bezdawnictwaminy czas trwania cyklu = maksymalna czas trwania cyklu + minimalna czas trwania cyklu100-500ns → 100–500 ns
Rezerwa bezpieczeństwatdsafe = 2 × tdmin200-1000ns - czas określony w pikosekundach.

7. Współczesna Volta Przykładowa

Zrozumienie zmian w próżniowaniu napięć:

ParametrFormułaZarówno.
VGS thThermopowodzenie podstawowe VGSth wynika z temperatury powietrza na 25°C i zmiany temperatury TC wraz z temperatura czynna ΔT.Współczynnik temperatury
Efect wiatru temperaturyOcena temperatura powyższa ≈ -2 do -4 mV/stopnia Celsjusza.Negatywny współczynnik

8. Komunikacja Pomiędzy Przekładowaniem

Zrozumienie charakterystyk zysku MOSFET:

  • Formuła podstawowa:
    • gmina = ∂ID/∂VGS
    • g = m × 1/Vt - 1/Vth
    • Zależność gm od punktu roboczego
  • Punkt Pracującego:
    • Strefa linijowa: zmiana konduktance gm jest zależna od VDS.
    • Ograniczenie nadmiarowej emisji: ograniczanie stabilności gm jest bardziej stabilne.
    • Maksymalna zmiana conducty przerogowej w warunkach ID maksymalnej/2

9. Obliczenia Zadowodzenia Sztucznego Wciśnięcia

Analizowanie wymagań na obciążenie siły wylotowej:

ParametryFormułaZastosowanie
Czas włączaniaton = Stosunkowy Kapacytność / Obwodowa WnioskowoscPrędkość przepustowa
Energia wejściaEg = Qg × VGSStrzałka energii

Analiza Stratnego Przepływu Cieplności

Zrozumienie i obliczanie strat konduktorskich:

Type Zagubnych StratyFormułaUwagi
Straty DCP = ID^2 × RDSpowyższyTemperaturzalezność
Straty ACP = IŚcIm² × RDSnapiecieZależna od częstotliwości

Wnioski Projektowe 11.”

Najlepsze praktyki dla projektowania obwodu krzyżowego MOSFET:

  • Wybierz wyścig VDS z marginesem 20%
  • Uważaj na zarządzanie ciepem w trakcie projektowania
  • Użyj odpowiedniego okręgowania obiegu wejściowego.
  • Uwzglądkuj efekty parazytyczne.
  • Zaimplementuj funkcje ochrony
  • Optymalizuj połączenie płyty przetwornika elektronicznego

Przykładowe Referencje

Wartości typowe

Wartość VGSwyższego przepływu, VGSth: 2-4V
RDSnapowa: 1–100μΩ
Identyfikator maksymalny max: 10–100 A
20-100nC

Określone Regiony Operacyjne

Odbieg: VGS < VGSth
Linijka: VDS < VGS - VGSth
Zatłuszanie: VDS > VGS - VGSth

Nawiki dotyczące projektowania

  • Używaj propernego zasilania gniazda
  • Żądanie zmiany prędkości switchowania
  • Obserwowanie wzrostu temperatury.
  • Pokaż limity SOA.
  • Dodaj obwody chronyjące
  • Kontrolowanie EMI/EMC