Recentemente, quando muitos clientes vêm à Olukey para consultar sobre MOSFETs, eles farão uma pergunta: como escolher um MOSFET adequado? Em relação a esta questão, Olukey responderá para todos.
Em primeiro lugar, precisamos compreender o princípio do MOSFET. Os detalhes do MOSFET são apresentados em detalhes no artigo anterior "O que é o transistor de efeito de campo MOS". Se ainda não tiver certeza, você pode aprender sobre isso primeiro. Simplificando, o MOSFET pertence a componentes semicondutores controlados por tensão e tem as vantagens de alta resistência de entrada, baixo ruído, baixo consumo de energia, grande faixa dinâmica, fácil integração, sem quebra secundária e grande faixa operacional segura.
Então, como devemos escolher o caminho certoMOSFET?
1. Determine se deseja usar MOSFET de canal N ou canal P
Primeiro, devemos primeiro determinar se devemos usar o MOSFET do canal N ou do canal P, conforme mostrado abaixo:
Como pode ser visto na figura acima, existem diferenças óbvias entre os MOSFETs do canal N e do canal P. Por exemplo, quando um MOSFET é aterrado e a carga está conectada à tensão do ramal, o MOSFET forma uma chave lateral de alta tensão. Neste momento, um MOSFET de canal N deve ser usado. Por outro lado, quando o MOSFET está conectado ao barramento e a carga está aterrada, uma chave do lado inferior é usada. Os MOSFETs de canal P são geralmente usados em uma determinada topologia, o que também se deve a considerações de acionamento de tensão.
2. Tensão extra e corrente extra do MOSFET
(1). Determine a tensão adicional exigida pelo MOSFET
Em segundo lugar, determinaremos ainda a tensão adicional necessária para o acionamento por tensão, ou a tensão máxima que o dispositivo pode aceitar. Quanto maior for a tensão adicional do MOSFET. Isto significa que quanto maiores forem os requisitos do MOSFETVDS que precisam ser selecionados, é especialmente importante fazer diferentes medições e seleções com base na tensão máxima que o MOSFET pode aceitar. Claro, em geral, o equipamento portátil é de 20 V, a fonte de alimentação FPGA é de 20 ~ 30 V e 85 ~ 220 VCA é de 450 ~ 600 V. O MOSFET produzido pela WINSOK possui forte resistência à tensão e ampla gama de aplicações, sendo preferido pela maioria dos usuários. Se você tiver alguma necessidade, entre em contato com o atendimento ao cliente online.
(2) Determine a corrente adicional exigida pelo MOSFET
Quando as condições de tensão nominal também são selecionadas, é necessário determinar a corrente nominal exigida pelo MOSFET. A chamada corrente nominal é na verdade a corrente máxima que a carga MOS pode suportar em qualquer circunstância. Semelhante à situação de tensão, certifique-se de que o MOSFET escolhido possa suportar uma certa quantidade de corrente extra, mesmo quando o sistema gerar picos de corrente. Duas condições atuais a serem consideradas são padrões contínuos e picos de pulso. No modo de condução contínua, o MOSFET está em estado estacionário, quando a corrente continua a fluir através do dispositivo. O pico de pulso refere-se a uma pequena quantidade de surto (ou corrente de pico) fluindo através do dispositivo. Uma vez determinada a corrente máxima no ambiente, basta selecionar diretamente um dispositivo que possa suportar uma determinada corrente máxima.
Após selecionar a corrente adicional, o consumo de condução também deve ser considerado. Em situações reais, o MOSFET não é um dispositivo real porque a energia cinética é consumida durante o processo de condução de calor, que é chamado de perda de condução. Quando o MOSFET está “ligado”, ele atua como um resistor variável, que é determinado pelo RDS(ON) do dispositivo e muda significativamente com a medição. O consumo de energia da máquina pode ser calculado por Iload2×RDS(ON). Como a resistência de retorno muda com a medição, o consumo de energia também mudará de acordo. Quanto maior a tensão VGS aplicada ao MOSFET, menor será o RDS(ON); inversamente, maior será o RDS(ON). Observe que a resistência RDS(ON) diminui ligeiramente com a corrente. As alterações de cada grupo de parâmetros elétricos do resistor RDS (ON) podem ser encontradas na tabela de seleção de produtos do fabricante.
3. Determine os requisitos de resfriamento exigidos pelo sistema
A próxima condição a ser avaliada são os requisitos de dissipação de calor exigidos pelo sistema. Neste caso, devem ser consideradas duas situações idênticas, nomeadamente o pior caso e a situação real.
Em relação à dissipação de calor MOSFET,Olukeyprioriza a solução para o pior cenário, pois determinado efeito exige uma margem de seguro maior para garantir que o sistema não falhe. Existem alguns dados de medição que precisam de atenção na folha de dados do MOSFET; a temperatura da junção do dispositivo é igual à medição da condição máxima mais o produto da resistência térmica e dissipação de energia (temperatura da junção = medição da condição máxima + [resistência térmica × dissipação de energia]). A dissipação máxima de potência do sistema pode ser resolvida de acordo com uma determinada fórmula, que é igual a I2×RDS (ON) por definição. Já calculamos a corrente máxima que passará pelo dispositivo e podemos calcular RDS (ON) sob diferentes medidas. Além disso, deve-se cuidar da dissipação de calor da placa de circuito e de seu MOSFET.
A quebra da avalanche significa que a tensão reversa em um componente semisupercondutor excede o valor máximo e forma um forte campo magnético que aumenta a corrente no componente. O aumento no tamanho do chip melhorará a capacidade de evitar o colapso do vento e, em última análise, melhorará a estabilidade da máquina. Portanto, escolher um pacote maior pode prevenir eficazmente avalanches.
4. Determine o desempenho de comutação do MOSFET
A condição de julgamento final é o desempenho de comutação do MOSFET. Existem muitos fatores que afetam o desempenho de comutação do MOSFET. Os mais importantes são os três parâmetros dreno-eletrodo, fonte-eletrodo e fonte-dreno. O capacitor é carregado toda vez que comuta, o que significa que ocorrem perdas de comutação no capacitor. Portanto, a velocidade de comutação do MOSFET diminuirá, afetando assim a eficiência do dispositivo. Portanto, no processo de seleção do MOSFET, também é necessário julgar e calcular a perda total do dispositivo durante o processo de comutação. É necessário calcular a perda durante o processo de ligação (Eon) e a perda durante o processo de desligamento. (Eoff). A potência total da chave MOSFET pode ser expressa pela seguinte equação: Psw = (Eon + Eoff) × frequência de comutação. A carga do portão (Qgd) tem o maior impacto no desempenho da comutação.
Resumindo, para selecionar o MOSFET apropriado, o julgamento correspondente deve ser feito a partir de quatro aspectos: a tensão extra e a corrente extra do MOSFET do canal N ou do MOSFET do canal P, os requisitos de dissipação de calor do sistema do dispositivo e o desempenho de comutação do MOSFET.
Por hoje é tudo sobre como escolher o MOSFET certo. Espero que possa ajudá-lo.
Horário da postagem: 12 de dezembro de 2023
