Recientemente, cuando muchos clientes vienen a Olukey para consultar sobre MOSFET, harán una pregunta: ¿cómo elegir un MOSFET adecuado? Respecto a esta pregunta, Olukey la responderá para todos.
En primer lugar, debemos comprender el principio de MOSFET. Los detalles de MOSFET se presentan en detalle en el artículo anterior "¿Qué es el transistor de efecto de campo MOS?". Si aún no lo tiene claro, puede obtener más información primero. En pocas palabras, MOSFET pertenece a los componentes semiconductores controlados por voltaje y tiene las ventajas de alta resistencia de entrada, bajo ruido, bajo consumo de energía, amplio rango dinámico, fácil integración, sin fallas secundarias y un amplio rango operativo seguro.
Entonces, ¿cómo debemos elegir la opción correcta?MOSFET?
1. Determine si utilizar MOSFET de canal N o canal P
Primero, primero debemos determinar si usar MOSFET de canal N o de canal P, como se muestra a continuación:
Como puede verse en la figura anterior, existen diferencias obvias entre los MOSFET de canal N y de canal P. Por ejemplo, cuando un MOSFET está conectado a tierra y la carga está conectada al voltaje derivado, el MOSFET forma un interruptor lateral de alto voltaje. En este momento, se debe utilizar un MOSFET de canal N. Por el contrario, cuando el MOSFET está conectado al bus y la carga está conectada a tierra, se utiliza un interruptor del lado bajo. Los MOSFET de canal P se utilizan generalmente en una determinada topología, lo que también se debe a consideraciones de variador de voltaje.
2. Voltaje extra y corriente extra de MOSFET
(1). Determine el voltaje adicional requerido por el MOSFET
En segundo lugar, determinaremos además el voltaje adicional requerido para el variador de voltaje, o el voltaje máximo que el dispositivo puede aceptar. Cuanto mayor sea el voltaje adicional del MOSFET. Esto significa que cuanto mayores sean los requisitos de MOSFETVDS que deban seleccionarse, es especialmente importante realizar diferentes mediciones y selecciones en función del voltaje máximo que el MOSFET puede aceptar. Por supuesto, en general, los equipos portátiles son de 20 V, la fuente de alimentación FPGA es de 20 ~ 30 V y 85 ~ 220 VCA es de 450 ~ 600 V. El MOSFET producido por WINSOK tiene una fuerte resistencia al voltaje y una amplia gama de aplicaciones, y es el preferido por la mayoría de los usuarios. Si tiene alguna necesidad, comuníquese con el servicio de atención al cliente en línea.
(2) Determine la corriente adicional requerida por el MOSFET
Cuando también se seleccionan las condiciones de voltaje nominal, es necesario determinar la corriente nominal requerida por el MOSFET. La llamada corriente nominal es en realidad la corriente máxima que la carga MOS puede soportar en cualquier circunstancia. De manera similar a la situación del voltaje, asegúrese de que el MOSFET que elija pueda manejar una cierta cantidad de corriente adicional, incluso cuando el sistema genere picos de corriente. Dos condiciones actuales a considerar son los patrones continuos y los picos de pulso. En modo de conducción continua, el MOSFET está en estado estable, cuando la corriente continúa fluyendo a través del dispositivo. El pico de pulso se refiere a una pequeña cantidad de sobretensión (o corriente máxima) que fluye a través del dispositivo. Una vez determinada la corriente máxima en el entorno, solo es necesario seleccionar directamente un dispositivo que pueda soportar una determinada corriente máxima.
Después de seleccionar la corriente adicional, también se debe considerar el consumo de conducción. En situaciones reales, MOSFET no es un dispositivo real porque se consume energía cinética durante el proceso de conducción de calor, lo que se denomina pérdida de conducción. Cuando el MOSFET está "encendido", actúa como una resistencia variable, que está determinada por el RDS (ON) del dispositivo y cambia significativamente con la medición. El consumo de energía de la máquina se puede calcular mediante Iload2×RDS(ON). Dado que la resistencia de retorno cambia con la medición, el consumo de energía también cambiará en consecuencia. Cuanto mayor sea el voltaje VGS aplicado al MOSFET, menor será el RDS (ON); por el contrario, mayor será el RDS(ON). Tenga en cuenta que la resistencia RDS(ON) disminuye ligeramente con la corriente. Los cambios de cada grupo de parámetros eléctricos para la resistencia RDS (ON) se pueden encontrar en la tabla de selección de productos del fabricante.
3. Determinar los requisitos de refrigeración requeridos por el sistema.
La siguiente condición a juzgar son los requisitos de disipación de calor requeridos por el sistema. En este caso, es necesario considerar dos situaciones idénticas: el peor de los casos y la situación real.
En cuanto a la disipación de calor MOSFET,olukeyprioriza la solución al peor de los casos, porque un determinado efecto requiere un mayor margen de seguro para garantizar que el sistema no falle. Hay algunos datos de medición que requieren atención en la hoja de datos del MOSFET; la temperatura de la unión del dispositivo es igual a la medición de la condición máxima más el producto de la resistencia térmica y la disipación de potencia (temperatura de la unión = medición de la condición máxima + [resistencia térmica × disipación de potencia]). La máxima disipación de potencia del sistema se puede resolver según una fórmula determinada, que es la misma que I2×RDS (ON) por definición. Ya hemos calculado la corriente máxima que pasará por el dispositivo y podemos calcular RDS (ON) bajo diferentes medidas. Además, se debe cuidar la disipación de calor de la placa de circuito y su MOSFET.
La ruptura por avalancha significa que el voltaje inverso en un componente semisuperconductor excede el valor máximo y forma un fuerte campo magnético que aumenta la corriente en el componente. El aumento en el tamaño de la viruta mejorará la capacidad de prevenir el colapso del viento y, en última instancia, mejorará la estabilidad de la máquina. Por lo tanto, elegir un paquete más grande puede prevenir eficazmente las avalanchas.
4. Determinar el rendimiento de conmutación del MOSFET
La condición de juicio final es el rendimiento de conmutación del MOSFET. Hay muchos factores que afectan el rendimiento de conmutación del MOSFET. Los más importantes son los tres parámetros de drenaje de electrodo, fuente de electrodo y fuente de drenaje. El condensador se carga cada vez que conmuta, lo que significa que se producen pérdidas de conmutación en el condensador. Por lo tanto, la velocidad de conmutación del MOSFET disminuirá, afectando así la eficiencia del dispositivo. Por lo tanto, en el proceso de selección de MOSFET, también es necesario juzgar y calcular la pérdida total del dispositivo durante el proceso de conmutación. Es necesario calcular la pérdida durante el proceso de encendido (Eon) y la pérdida durante el proceso de apagado. (Eoff). La potencia total del interruptor MOSFET se puede expresar mediante la siguiente ecuación: Psw = (Eon + Eoff) × frecuencia de conmutación. La carga de puerta (Qgd) tiene el mayor impacto en el rendimiento de conmutación.
En resumen, para seleccionar el MOSFET apropiado, se debe realizar el juicio correspondiente a partir de cuatro aspectos: el voltaje adicional y la corriente adicional del MOSFET de canal N o MOSFET de canal P, los requisitos de disipación de calor del sistema del dispositivo y el rendimiento de conmutación de MOSFET.
Eso es todo por hoy sobre cómo elegir el MOSFET correcto. Espero que pueda ayudarte.
Hora de publicación: 12 de diciembre de 2023
