Избор цеви за комутацију МОСФЕТ пакета и дијаграми кола

Први корак је да направите изборМОСФЕТс, који долазе у два главна типа: Н-канал и П-канал. У енергетским системима, МОСФЕТ-ови се могу сматрати електричним прекидачима. Када се између капије и извора Н-каналног МОСФЕТ-а дода позитиван напон, његов прекидач је проводљив. Током проводљивости, струја може тећи кроз прекидач од одвода до извора. Постоји унутрашњи отпор између одвода и извора који се назива отпор на укључењу РДС(ОН). Мора бити јасно да је капија МОСФЕТ-а терминал високе импедансе, тако да се напон увек додаје капији. Ово је отпор према земљи на који је капија повезана у дијаграму кола представљеном касније. Ако капија виси, уређај неће радити како је пројектован и може се укључити или искључити у неприкладним тренуцима, што доводи до потенцијалног губитка струје у систему. Када је напон између извора и капије нула, прекидач се искључује и струја престаје да тече кроз уређај. Иако је уређај у овом тренутку искључен, још увек постоји мала струја, која се назива струја цурења или ИДСС.

Корак 1: Одаберите Н-канал или П-канал

Први корак у одабиру исправног уређаја за дизајн је да одлучите да ли ћете користити Н-канални или П-канални МОСФЕТ. у типичној примени напајања, када је МОСФЕТ уземљен и оптерећење повезано на напон магистрале, тај МОСФЕТ представља нисконапонски бочни прекидач. У нисконапонском бочном прекидачу, Н-каналМОСФЕТтреба користити због разматрања напона потребног за искључивање или укључивање уређаја. Када је МОСФЕТ повезан на магистралу и оптерећење је уземљено, користи се бочни прекидач високог напона. П-канални МОСФЕТ се обично користи у овој топологији, опет због разматрања напонског погона.

Корак 2: Одредите тренутни рејтинг

Други корак је одабир тренутне оцене МОСФЕТ-а. У зависности од структуре кола, ова струјна оцена треба да буде максимална струја коју оптерећење може да издржи у свим околностима. Слично као у случају напона, пројектант мора да обезбеди да изабрани МОСФЕТ може да издржи ову струју, чак и када систем генерише шиљке струје. Два тренутна случаја која се разматрају су континуирани режим и импулсни скокови. Овај параметар је заснован на ФДН304П ТАБЛЕ ПОДАТАКА као референци, а параметри су приказани на слици:

У режиму континуиране проводљивости, МОСФЕТ је у стабилном стању, када струја непрекидно тече кроз уређај. Пулсни скокови су када постоји велика количина пренапона (или струјног удара) која тече кроз уређај. Када се утврди максимална струја под овим условима, једноставно је реч о директном избору уређаја који може да издржи ову максималну струју.

Након одабира називне струје, морате израчунати и губитак проводљивости. У пракси,МОСФЕТније идеалан уређај, јер ће у проводном процесу доћи до губитка снаге, што се назива губитком проводљивости. МОСФЕТ је у "укљученом" као променљиви отпор, одређен РДС (ОН) уређаја, а са температуром и значајним променама. Расипање снаге уређаја може се израчунати из Илоад2 к РДС(ОН), а пошто отпор укључивања варира са температуром, дисипација снаге варира пропорционално. Што је већи напон ВГС примењен на МОСФЕТ, мањи ће бити РДС(ОН); обрнуто, већи ће бити РДС(ОН). За дизајнера система, овде долази до компромиса у зависности од напона система. За преносиве дизајне је лакше (и чешће) користити ниже напоне, док се за индустријске дизајне могу користити виши напони. Имајте на уму да отпор РДС(ОН) благо расте са струјом. Варијације у различитим електричним параметрима РДС(ОН) отпорника могу се наћи у техничком листу са подацима које је доставио произвођач.

Корак 3: Одредите термичке захтеве

Следећи корак у избору МОСФЕТ-а је израчунавање топлотних захтева система. Дизајнер мора размотрити два различита сценарија, најгори случај и прави случај. Препоручује се прорачун за најгори сценарио јер овај резултат пружа већу маргину сигурности и осигурава да систем неће отказати. Такође постоје нека мерења којих треба да знате на МОСФЕТ листи података; као што је топлотни отпор између споја полупроводника упакованог уређаја и околине и максимална температура споја.

Температура споја уређаја једнака је максималној температури околине плус производ топлотног отпора и расипања снаге (температура споја = максимална температура околине + [термички отпор × дисипација снаге]). Из ове једначине се може решити максимална дисипација снаге система, која је по дефиницији једнака И2 к РДС(ОН). Пошто је особље одредило максималну струју која ће проћи кроз уређај, РДС(ОН) се може израчунати за различите температуре. Важно је напоменути да када се ради са једноставним термичким моделима, пројектант мора узети у обзир и топлотни капацитет полупроводничког споја/кућишта уређаја и кућишта/окружења; односно потребно је да се штампана плоча и паковање не загреју одмах.

Обично, ПМОСФЕТ, биће присутна паразитска диода, функција диоде је да спречи обрнуту везу извор-одвод, за ПМОС, предност у односу на НМОС је у томе што његов напон укључивања може бити 0, а разлика напона између ДС напон није много, док НМОС под условом захтева да ВГС буде већи од прага, што ће довести до тога да је контролни напон неизбежно већи од потребног напона, а биће непотребних невоља. ПМОС је изабран као контролни прекидач за следеће две апликације:

Температура споја уређаја једнака је максималној температури околине плус производ топлотног отпора и расипања снаге (температура споја = максимална температура околине + [термички отпор × дисипација снаге]). Из ове једначине се може решити максимална дисипација снаге система, која је по дефиницији једнака И2 к РДС(ОН). Пошто је пројектант одредио максималну струју која ће проћи кроз уређај, РДС(ОН) се може израчунати за различите температуре. Важно је напоменути да када се ради са једноставним термичким моделима, пројектант мора узети у обзир и топлотни капацитет полупроводничког споја/кућишта уређаја и кућишта/окружења; односно потребно је да се штампана плоча и паковање не загреју одмах.

Обично, ПМОСФЕТ, биће присутна паразитска диода, функција диоде је да спречи обрнуту везу извор-одвод, за ПМОС, предност у односу на НМОС је у томе што његов напон укључивања може бити 0, а разлика напона између ДС напон није много, док НМОС под условом захтева да ВГС буде већи од прага, што ће довести до тога да је контролни напон неизбежно већи од потребног напона, а биће непотребних невоља. ПМОС је изабран као контролни прекидач за следеће две апликације:

Гледајући ово коло, контролни сигнал ПГЦ контролише да ли В4.2 напаја П_ГПРС или не. Ово коло, терминали за извор и одвод нису повезани на обрнуто, Р110 и Р113 постоје у смислу да струја контролне капије Р110 није превелика, Р113 контролише капију нормалног, Р113 повлачење на високо, од ПМОС-а , али се може посматрати и као пулл-уп на контролном сигналу, када се МЦУ интерни пинови и пулл-уп, односно излаз отвореног одвода када излаз је отвореног одвода и не може да искључи ПМОС, у овом тренутку је неопходан екстерни напон дат пулл-уп, тако да отпорник Р113 игра две улоге. Биће му потребан спољни напон да би се повукло, тако да отпорник Р113 игра две улоге. р110 може бити мањи, до 100 ома такође.