Cómo seleccionar correctamente MOSFET de pequeño voltaje

La selección de MOSFET de pequeño voltaje es una parte muy importante delMOSFETLa selección no es buena puede afectar la eficiencia y el costo de todo el circuito, pero también traerá muchos problemas a los ingenieros. ¿Cómo seleccionar correctamente el MOSFET?

 

 

Elección del canal N o del canal P El primer paso para seleccionar el dispositivo correcto para un diseño es decidir si se utilizará un MOSFET de canal N o de canal P. En una aplicación de energía típica, un MOSFET constituye un interruptor lateral de bajo voltaje cuando el MOSFET está conectado a tierra y la carga está conectada al voltaje troncal. En un interruptor lateral de bajo voltaje, se debe usar un MOSFET de canal N debido a la consideración del voltaje requerido para apagar o encender el dispositivo.

 

Cuando el MOSFET está conectado al bus y la carga está conectada a tierra, se debe utilizar el interruptor lateral de alto voltaje. Los MOSFET de canal P generalmente se usan en esta topología, nuevamente por consideraciones de control de voltaje. Determinar la calificación actual. Seleccione la clasificación actual del MOSFET. Dependiendo de la estructura del circuito, esta corriente nominal debe ser la corriente máxima que la carga puede soportar en todas las circunstancias.

 

Al igual que en el caso del voltaje, el diseñador debe asegurarse de que el voltaje seleccionadoMOSFETpuede soportar esta clasificación actual, incluso cuando el sistema genera picos de corriente. Los dos casos actuales a considerar son el modo continuo y los picos de pulso. En modo de conducción continua, el MOSFET está en estado estable, cuando la corriente pasa continuamente a través del dispositivo.

 

Los picos de pulso se producen cuando hay grandes sobretensiones (o picos de corriente) que fluyen a través del dispositivo. Una vez determinada la corriente máxima en estas condiciones, simplemente es cuestión de seleccionar directamente un dispositivo que pueda soportar esta corriente máxima. Determinación de los requisitos térmicos La selección de un MOSFET también requiere calcular los requisitos térmicos del sistema. El diseñador debe considerar dos escenarios diferentes, el peor de los casos y el caso real. Se recomienda utilizar el cálculo del peor de los casos porque proporciona un mayor margen de seguridad y garantiza que el sistema no fallará. También hay algunas medidas a tener en cuenta en la hoja de datos del MOSFET; como la resistencia térmica entre la unión semiconductora del dispositivo del paquete y el medio ambiente, y la temperatura máxima de la unión. Al decidir sobre el rendimiento de conmutación, el paso final en la selección de un MOSFET es decidir sobre el rendimiento de conmutación delMOSFET.

Hay muchos parámetros que afectan el rendimiento de la conmutación, pero los más importantes son la capacitancia de puerta/drenaje, puerta/fuente y drenaje/fuente. Estas capacitancias crean pérdidas de conmutación en el dispositivo porque deben cargarse durante cada conmutación. por lo tanto, la velocidad de conmutación del MOSFET se reduce y la eficiencia del dispositivo disminuye. Para calcular las pérdidas totales del dispositivo durante la conmutación, el diseñador debe calcular las pérdidas de encendido (Eon) y las pérdidas de apagado.

 

Cuando el valor de vGS es pequeño, la capacidad de absorber electrones no es fuerte, hay fugas: la fuente entre el canal aún no conductor presenta un aumento de vGS, absorbido en la capa superficial externa del sustrato P de electrones en aumento, cuando vGS alcanza un cierto valor, estos electrones en la puerta cerca de la apariencia del sustrato P constituyen una capa delgada de tipo N, y con las dos zonas N + conectadas. Cuando vGS alcanza un cierto valor, estos electrones en la puerta cerca de la apariencia del sustrato P constituirán una La capa delgada de tipo N, y está conectada a las dos regiones N +, en el drenaje - fuente constituye un canal conductor de tipo N, su tipo conductor y el opuesto del sustrato P, constituyendo la capa anti-tipo. vGS es mayor, el papel de la apariencia del semiconductor es cuanto más fuerte es el campo eléctrico, la absorción de electrones hacia el exterior del sustrato P, cuanto más grueso es el canal conductor, menor es la resistencia del canal. Es decir, el MOSFET de canal N en vGS <VT no puede constituir un canal conductor y el tubo está en estado de corte. Siempre que vGS ≥ VT, solo cuando la composición del canal. Una vez constituido el canal, se genera una corriente de drenaje agregando un voltaje directo vDS entre el drenaje y la fuente.

Pero Vgs continúa aumentando, digamos IRFPS40N60KVgs = 100 V cuando Vds = 0 y Vds = 400 V, dos condiciones, la función del tubo para producir qué efecto, si se quema, la causa y el mecanismo interno del proceso es cómo aumentar Vgs se reducirá. Rds (on) reduce las pérdidas de conmutación, pero al mismo tiempo aumentará el Qg, de modo que la pérdida de encendido se vuelve mayor, lo que afecta la eficiencia del voltaje MOSFET GS al cargar y aumentar de Vgg a Cgs, llegando al voltaje de mantenimiento Vth , MOSFET comienza conductor; MOSFET DS aumenta la corriente, la capacitancia Millier en el intervalo debido a la descarga de la capacitancia DS y la descarga, la carga de la capacitancia GS no tiene mucho impacto; Qg = Cgs * Vgs, pero la carga seguirá acumulándose.

El voltaje DS del MOSFET cae al mismo voltaje que Vgs, la capacitancia Millier aumenta considerablemente, el voltaje del controlador externo deja de cargar la capacitancia Millier, el voltaje de la capacitancia GS permanece sin cambios, el voltaje en la capacitancia Millier aumenta, mientras que el voltaje en el DS la capacitancia continúa disminuyendo; El voltaje DS del MOSFET disminuye al voltaje en conducción saturada, la capacitancia Millier se vuelve más pequeña. El voltaje DS del MOSFET cae al voltaje en conducción saturada, la capacitancia Millier se vuelve más pequeña y se carga junto con la capacitancia GS mediante el disco externo. voltaje, y el voltaje en la capacitancia GS aumenta; los canales de medición de voltaje son las series nacionales 3D01, 4D01 y 3SK de Nissan.

Determinación del polo G (puerta): utilice el engranaje de diodo del multímetro. Si un pie y los otros dos pies entre la caída de voltaje positivo y negativo son mayores a 2V, es decir, la pantalla "1", este pie es la puerta G. Y luego cambie el bolígrafo para medir el resto de los dos pies, la caída de voltaje es pequeña esa vez, el bolígrafo negro está conectado al polo D (drenaje), el bolígrafo rojo está conectado al polo S (fuente).