Cách chọn chính xác MOSFET điện áp nhỏ

Lựa chọn MOSFET điện áp nhỏ là một phần rất quan trọng củaMOSFETLựa chọn không tốt có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và chi phí của toàn bộ mạch, nhưng cũng sẽ mang lại rất nhiều rắc rối cho các kỹ sư, làm thế nào để chọn MOSFET chính xác?

 

 

Chọn kênh N hoặc kênh P Bước đầu tiên trong việc chọn đúng thiết bị cho thiết kế là quyết định nên sử dụng MOSFET kênh N hay kênh P Trong một ứng dụng nguồn thông thường, MOSFET cấu thành một công tắc phía điện áp thấp khi MOSFET được nối đất và tải được kết nối với điện áp đường trục. Trong công tắc phía điện áp thấp, nên sử dụng MOSFET kênh N do cần xem xét điện áp cần thiết để tắt hoặc bật thiết bị.

 

Khi MOSFET được kết nối với bus và tải được nối đất, công tắc phía điện áp cao sẽ được sử dụng. MOSFET kênh P thường được sử dụng trong cấu trúc liên kết này, một lần nữa để xem xét truyền động điện áp. Xác định xếp hạng hiện tại. Chọn định mức hiện tại của MOSFET. Tùy thuộc vào cấu trúc mạch, định mức dòng điện này phải là dòng điện tối đa mà tải có thể chịu được trong mọi trường hợp.

 

Tương tự như trường hợp điện áp, người thiết kế phải đảm bảo lựa chọnMOSFETcó thể chịu được mức dòng điện này, ngay cả khi hệ thống đang tạo ra dòng điện tăng đột biến. Hai trường hợp hiện tại cần xem xét là chế độ liên tục và xung tăng đột biến. Ở chế độ dẫn liên tục, MOSFET ở trạng thái ổn định, khi dòng điện chạy liên tục qua thiết bị.

 

Xung tăng đột biến là khi có dòng điện tăng đột biến (hoặc dòng điện tăng vọt) chạy qua thiết bị. Khi dòng điện tối đa trong các điều kiện này đã được xác định, vấn đề chỉ đơn giản là chọn trực tiếp một thiết bị có thể chịu được dòng điện tối đa này. Xác định các yêu cầu về nhiệt Việc lựa chọn MOSFET cũng yêu cầu tính toán các yêu cầu về nhiệt của hệ thống. Người thiết kế phải xem xét hai tình huống khác nhau, trường hợp xấu nhất và trường hợp thực sự. Nên sử dụng phép tính trong trường hợp xấu nhất vì nó mang lại mức độ an toàn lớn hơn và đảm bảo rằng hệ thống sẽ không bị lỗi. Ngoài ra còn có một số phép đo cần lưu ý trên bảng dữ liệu MOSFET; chẳng hạn như điện trở nhiệt giữa điểm nối bán dẫn của thiết bị đóng gói và môi trường cũng như nhiệt độ điểm nối tối đa. Quyết định hiệu suất chuyển mạch, bước cuối cùng trong việc chọn MOSFET là quyết định hiệu suất chuyển mạch củaMOSFET.

Có nhiều tham số ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển mạch, nhưng quan trọng nhất là điện dung cổng/cống, cổng/nguồn và điện dung cống/nguồn. Những điện dung này tạo ra tổn hao chuyển mạch trong thiết bị vì chúng phải được sạc trong mỗi lần chuyển mạch. do đó tốc độ chuyển mạch của MOSFET bị giảm và hiệu suất của thiết bị giảm. Để tính tổng tổn hao thiết bị trong quá trình chuyển mạch, người thiết kế phải tính toán tổn hao khi bật (Eon) và tổn hao khi tắt.

 

Khi giá trị vGS nhỏ khả năng hấp thụ electron không mạnh, rò rỉ nguồn giữa các kênh dẫn vẫn không xuất hiện, vGS tăng lên, sự hấp thụ vào lớp bề mặt ngoài của lớp nền P tăng lên, khi vGS đạt đến giá trị a. giá trị nhất định, các electron ở cổng gần bề mặt chất nền P tạo thành một lớp mỏng loại N và với hai vùng N + được kết nối. Khi vGS đạt đến một giá trị nhất định, các electron ở cổng gần bề mặt chất nền P sẽ tạo thành một giá trị nhất định. Lớp mỏng loại N và được kết nối với hai vùng N +, trong cống - nguồn tạo thành kênh dẫn loại N, loại dẫn điện của nó và đối diện với chất nền P, tạo thành lớp chống loại. vGS càng lớn, vai trò của sự xuất hiện chất bán dẫn của điện trường càng mạnh, sự hấp thụ electron ra bên ngoài chất nền P, kênh dẫn càng dày thì điện trở kênh càng thấp. Tức là MOSFET kênh N ở vGS < VT, không thể tạo thành kênh dẫn điện, ống ở trạng thái cắt. Miễn là khi vGS ≥ VT, chỉ khi thành phần kênh. Sau khi kênh được thiết lập, dòng thoát được tạo ra bằng cách thêm điện áp chuyển tiếp vDS giữa nguồn thoát.

Nhưng VSS vẫn tiếp tục tăng, giả sử IRFPS40N60KVgs = 100V khi Vds = 0 và Vds = 400V, hai điều kiện, chức năng ống mang lại tác dụng gì, nếu bị cháy thì nguyên nhân và cơ chế bên trong của quá trình đó là Vgs tăng như thế nào sẽ giảm Rds (bật) làm giảm tổn thất chuyển mạch, nhưng đồng thời sẽ làm tăng Qg, do đó tổn thất khi bật trở nên lớn hơn, ảnh hưởng đến hiệu suất của điện áp MOSFET GS do Vgg sạc và tăng Cgs, đạt đến điện áp duy trì Vth , MOSFET bắt đầu dẫn điện; Dòng điện MOSFET DS tăng, điện dung Millier trong khoảng do phóng điện và phóng điện dung DS, sạc điện dung GS không có nhiều tác động; Qg = Cgs * Vss, nhưng điện tích sẽ tiếp tục tăng lên.

Điện áp DS của MOSFET giảm xuống bằng điện áp VSS, điện dung Millier tăng lên rất nhiều, điện áp điều khiển bên ngoài dừng sạc điện dung Millier, điện áp của điện dung GS không đổi, điện áp trên điện dung Millier tăng, trong khi điện áp điện dung trên DS tiếp tục giảm; Điện áp DS của MOSFET giảm xuống bằng điện áp khi dẫn bão hòa, điện dung Millier trở nên nhỏ hơn Điện áp DS của MOSFET giảm xuống bằng điện áp khi dẫn bão hòa, điện dung Millier nhỏ hơn và được tích điện cùng với điện dung GS bằng ổ đĩa ngoài điện áp và điện áp trên tụ GS tăng lên; các kênh đo điện áp là dòng 3D01, 4D01 và 3SK nội địa của Nissan.

Xác định cực G (cổng): sử dụng bánh răng diode của đồng hồ vạn năng. Nếu một chân và hai chân còn lại giữa điện áp dương và âm rơi lớn hơn 2V tức là hiển thị “1” thì chân này chính là cổng G. Sau đó đổi bút đo phần còn lại của hai chân, lúc đó điện áp sụt giảm nhỏ, bút đen nối với cực D (cống), bút đỏ nối với cực S (nguồn).