MOSFET-Pako Ŝanĝanta Tuban Elekton kaj Cirkvitajn Diagramojn

La unua paŝo estas fari elekton deMOSFEToj, kiuj venas en du ĉefaj tipoj: N-kanalo kaj P-kanalo. En elektrosistemoj, MOSFEToj povas esti opiniitaj kiel elektraj ŝaltiloj. Kiam pozitiva tensio estas aldonita inter la pordego kaj fonto de N-kanala MOSFET, ĝia ŝaltilo kondukas. Dum kondukado, fluo povas flui tra la ŝaltilo de la drenilo al la fonto. Ekzistas interna rezisto inter la drenilo kaj la fonto nomita la sur-rezista RDS (ON). Devas esti klare, ke la pordego de MOSFET estas alta impedanca terminalo, do tensio ĉiam estas aldonita al la pordego. Ĉi tiu estas la rezisto al grundo al kiu la pordego estas konektita en la cirkvitodiagramo prezentita poste. Se la pordego estas lasita pendanta, la aparato ne funkcios kiel dizajnite kaj povas ŝalti aŭ malŝalti en malkonvenaj momentoj, rezultigante eblan perdon de potenco en la sistemo. Kiam la tensio inter la fonto kaj pordego estas nula, la ŝaltilo malŝaltas kaj kurento ĉesas flui tra la aparato. Kvankam la aparato estas malŝaltita ĉe ĉi tiu punkto, ankoraŭ ekzistas malgranda fluo, kiu estas nomita elflua kurento, aŭ IDSS.

 

 

Paŝo 1: Elektu N-kanalon aŭ P-kanalon

La unua paŝo en elektado de la ĝusta aparato por dezajno estas decidi ĉu uzi N-kanalon aŭ P-kanalon MOSFET. en tipa potencaplikaĵo, kiam MOSFET estas surterigita kaj la ŝarĝo estas ligita al la trunkotensio, tiu MOSFET konsistigas la malalttensian flankŝaltilon. En malalttensia flanka ŝaltilo, N-kanaloMOSFETdevus esti uzata pro la konsidero de la tensio necesa por malŝalti aŭ ŝalti la aparaton. Kiam la MOSFET estas konektita al la buso kaj la ŝarĝo estas surterigita, la alttensia flanka ŝaltilo estas uzota. P-kanala MOSFET estas kutime uzita en tiu topologio, denove por tensioveturadkonsideroj.

Paŝo 2: Determini la nunan takson

La dua paŝo estas elekti la nunan rangigon de la MOSFET. Depende de la cirkvitostrukturo, ĉi tiu aktuala takso devus esti la maksimuma kurento, kiun la ŝarĝo povas elteni en ĉiuj cirkonstancoj. Simila al la kazo de tensio, la dizajnisto devas certigi ke la elektita MOSFET povas elteni ĉi tiun aktualan rangigon, eĉ kiam la sistemo generas pikfluojn. La du nunaj kazoj pripensitaj estas kontinua reĝimo kaj pulspikoj. Ĉi tiu parametro baziĝas sur la FDN304P-tuba DATASHEET kiel referenco kaj la parametroj estas montritaj en la figuro:

 

 

 

En kontinua kondukta reĝimo, la MOSFET estas en stabila stato, kiam kurento fluas ade tra la aparato. Pulspikoj estas kiam ekzistas granda kvanto da ŝpruco (aŭ pikfluo) fluanta tra la aparato. Post kiam la maksimuma fluo sub ĉi tiuj kondiĉoj estas determinita, estas simple demando rekte elekti aparaton, kiu povas elteni ĉi tiun maksimuman kurenton.

Elektinte la kurenton, vi devas ankaŭ kalkuli la konduktan perdon. En praktiko, laMOSFETne estas la ideala aparato, ĉar en la kondukta procezo estos perdo de potenco, kiu nomiĝas kondukperdo. MOSFET en la "on" kiel ŝanĝiĝema rezisto, determinita de la aparato RDS (ON), kaj kun la temperaturo kaj signifaj ŝanĝoj. La potenco disipado de la aparato povas esti kalkulita de Iload2 x RDS (ON), kaj ĉar la sur-rezisto varias laŭ temperaturo, la potenca disipado varias proporcie. Ju pli alta la tensio VGS aplikita al la MOSFET, des pli malgranda la RDS (ON) estos; inverse ju pli alta estos la RDS(ON). Por la sistemdizajnisto, ĉi tio estas kie la kompromisoj eniras depende de la sistema tensio. Por porteblaj dezajnoj, estas pli facile (kaj pli ofta) uzi pli malaltajn tensiojn, dum por industriaj dezajnoj, pli altaj tensioj povas esti uzitaj. Notu, ke la rezisto de RDS(ON) pliiĝas iomete kun fluo. Varioj en la diversaj elektraj parametroj de la RDS (ON) rezistilo troveblas en la teknika datenfolio liverita de la fabrikanto.

 

 

 

Paŝo 3: Determini Termikaj Postuloj

La sekva paŝo en elektado de MOSFET estas kalkuli la termikajn postulojn de la sistemo. La dizajnisto devas konsideri du malsamajn scenarojn, la plej malbonan kazon kaj la veran kazon. La kalkulo por la plej malbona kazo estas rekomendita ĉar ĉi tiu rezulto disponigas pli grandan marĝenon de sekureco kaj certigas ke la sistemo ne malsukcesos. Estas ankaŭ kelkaj mezuradoj por esti konscia pri la MOSFET-datumfolio; kiel ekzemple la termika rezisto inter la duonkondukta krucvojo de la pakita aparato kaj la medio, kaj la maksimuma krucvojo temperaturo.

 

La kuniĝtemperaturo de la aparato estas egala al la maksimuma ĉirkaŭa temperaturo kaj plie la produkto de termika rezisto kaj potenca disipado (kruciĝotemperaturo = maksimuma ĉirkaŭa temperaturo + [termika rezisto × potenca disipado]). De ĉi tiu ekvacio oni povas solvi la maksimuman povan disipadon de la sistemo, kiu estas laŭdifine egala al I2 x RDS(ON). Ĉar la dungitaro determinis la maksimuman fluon, kiu trapasos la aparaton, RDS(ON) povas esti kalkulita por malsamaj temperaturoj. Gravas noti, ke kiam temas pri simplaj termikaj modeloj, la dizajnisto ankaŭ devas konsideri la varmokapaciton de la duonkonduktaĵo-krucvojo/aparatokazo kaj la kazo/medio; te, necesas, ke la presita cirkvito kaj la pakaĵo ne varmiĝas tuj.

Kutime, PMOSFET, estos parazita diodo ĉeestanta, la funkcio de la diodo estas malhelpi la font-drenan inversan konekton, por PMOS, la avantaĝo super NMOS estas ke ĝia enŝaltita tensio povas esti 0, kaj la tensiodiferenco inter la DS-tensio ne estas multe, dum la NMOS kondiĉe postulas, ke la VGS estu pli granda ol la sojlo, kio kondukos al la kontrolo-tensio neeviteble pli granda ol la bezonata tensio, kaj estos nenecesa problemo. PMOS estas elektita kiel la kontrolŝaltilo por la sekvaj du aplikoj:

 

La kuniĝtemperaturo de la aparato estas egala al la maksimuma ĉirkaŭa temperaturo kaj plie la produkto de termika rezisto kaj potenca disipado (kruciĝotemperaturo = maksimuma ĉirkaŭa temperaturo + [termika rezisto × potenca disipado]). De ĉi tiu ekvacio oni povas solvi la maksimuman povan disipadon de la sistemo, kiu estas laŭdifine egala al I2 x RDS(ON). Ĉar la dizajnisto determinis la maksimuman fluon, kiu trapasos la aparaton, RDS(ON) povas esti kalkulita por malsamaj temperaturoj. Gravas noti, ke kiam temas pri simplaj termikaj modeloj, la dizajnisto ankaŭ devas konsideri la varmokapaciton de la duonkonduktaĵo-krucvojo/aparatokazo kaj la kazo/medio; te, necesas, ke la presita cirkvito kaj la pakaĵo ne varmiĝas tuj.

Kutime, PMOSFET, estos parazita diodo ĉeestanta, la funkcio de la diodo estas malhelpi la font-drenan inversan konekton, por PMOS, la avantaĝo super NMOS estas ke ĝia enŝaltita tensio povas esti 0, kaj la tensiodiferenco inter la DS-tensio ne estas multe, dum la NMOS kondiĉe postulas, ke la VGS estu pli granda ol la sojlo, kio kondukos al la kontrolo-tensio neeviteble pli granda ol la bezonata tensio, kaj estos nenecesa problemo. PMOS estas elektita kiel la kontrolŝaltilo por la sekvaj du aplikoj:

Rigardante ĉi tiun cirkviton, la kontrolsignalo PGC kontrolas ĉu aŭ ne V4.2 provizas potencon al P_GPRS. Ĉi tiu cirkvito, la fonto kaj drenaj fina stacioj ne estas konektitaj al la reverso, R110 kaj R113 ekzistas en la senco, ke R110-kontrola pordega fluo ne estas tro granda, R113 kontrolas la pordegon de la normala, R113-tiro al alta, kiel de PMOS , sed ankaŭ povas esti vidita kiel tiriĝo sur la kontrolo signalo, kiam la MCU internaj pingloj kaj tiriĝo, tio estas, la eligo de la malferma-drenilo kiam la eligo estas malferma-drenaĵo, kaj ne povas stiri la PMOS malŝaltita, en ĉi tiu tempo, necesas ekstera tensio donita pull-up, do rezistilo R113 ludas du rolojn. Ĝi bezonos eksteran tension por doni la tiriĝon, do rezistilo R113 ludas du rolojn. r110 povas esti pli malgranda, ĝis 100 ohmoj ankaŭ povas.