Paquet MOSFET Selecció de tubs de commutació i diagrames de circuits

El primer pas és fer una seleccióMOSFET, que es presenten en dos tipus principals: canal N i canal P. En els sistemes d'alimentació, els MOSFET es poden pensar com a interruptors elèctrics. Quan s'afegeix una tensió positiva entre la porta i la font d'un MOSFET de canal N, el seu interruptor condueix. Durant la conducció, el corrent pot fluir a través de l'interruptor del desguàs a la font. Hi ha una resistència interna entre el drenatge i la font anomenada resistència activada RDS (ON). Ha de quedar clar que la porta d'un MOSFET és un terminal d'alta impedància, de manera que sempre s'afegeix una tensió a la porta. Aquesta és la resistència a terra a la qual està connectada la porta al diagrama de circuits que es presenta més endavant. Si la porta es deixa penjant, el dispositiu no funcionarà com s'ha dissenyat i es pot encendre o apagar en moments inoportuns, provocant una possible pèrdua d'energia del sistema. Quan la tensió entre la font i la porta és zero, l'interruptor s'apaga i el corrent deixa de fluir pel dispositiu. Tot i que el dispositiu està apagat en aquest punt, encara hi ha un petit corrent present, que s'anomena corrent de fuga o IDSS.

Pas 1: trieu canal N o canal P

El primer pas per seleccionar el dispositiu correcte per a un disseny és decidir si s'utilitza un MOSFET de canal N o canal P. en una aplicació de potència típica, quan un MOSFET està connectat a terra i la càrrega està connectada a la tensió troncal, aquest MOSFET constitueix l'interruptor lateral de baixa tensió. En un interruptor lateral de baixa tensió, un canal NMOSFETs'ha d'utilitzar tenint en compte la tensió necessària per apagar o encendre el dispositiu. Quan el MOSFET està connectat al bus i la càrrega està connectada a terra, s'ha d'utilitzar l'interruptor lateral d'alta tensió. Normalment s'utilitza un MOSFET de canal P en aquesta topologia, de nou per a consideracions de la unitat de tensió.

Pas 2: determineu la qualificació actual

El segon pas és seleccionar la qualificació actual del MOSFET. Depenent de l'estructura del circuit, aquest valor nominal de corrent hauria de ser el corrent màxim que pot suportar la càrrega en totes les circumstàncies. De manera similar al cas de la tensió, el dissenyador s'ha d'assegurar que el MOSFET seleccionat pugui suportar aquesta classificació de corrent, fins i tot quan el sistema genera corrents de punta. Els dos casos actuals considerats són el mode continu i els pics de pols. Aquest paràmetre es basa en la FITXA DE DADES del tub FDN304P com a referència i els paràmetres es mostren a la figura:

En mode de conducció contínua, el MOSFET està en estat estacionari, quan el corrent flueix contínuament pel dispositiu. Els pics de pols són quan hi ha una gran quantitat de sobretensió (o corrent de pic) que flueix pel dispositiu. Un cop determinat el corrent màxim en aquestes condicions, només es tracta de seleccionar directament un dispositiu que pugui suportar aquest corrent màxim.

Després de seleccionar el corrent nominal, també heu de calcular la pèrdua de conducció. A la pràctica, elMOSFETno és el dispositiu ideal, perquè en el procés conductor hi haurà pèrdua de potència, que s'anomena pèrdua de conducció. MOSFET en "on" com una resistència variable, determinada pel RDS del dispositiu (ON), i amb la temperatura i els canvis significatius. La dissipació de potència del dispositiu es pot calcular a partir de Iload2 x RDS (ON) i com que la resistència a l'encesa varia amb la temperatura, la dissipació de potència varia proporcionalment. Com més gran sigui la tensió VGS aplicada al MOSFET, més petit serà el RDS(ON); a la inversa, com més alt serà el RDS(ON). Per al dissenyador del sistema, aquí és on entren en joc les compensacions en funció de la tensió del sistema. Per als dissenys portàtils, és més fàcil (i més comú) utilitzar tensions més baixes, mentre que per als dissenys industrials es poden utilitzar tensions més altes. Tingueu en compte que la resistència RDS (ON) augmenta lleugerament amb el corrent. Les variacions dels diferents paràmetres elèctrics de la resistència RDS(ON) es poden trobar a la fitxa tècnica subministrada pel fabricant.

Pas 3: Determineu els requisits tèrmics

El següent pas per seleccionar un MOSFET és calcular els requisits tèrmics del sistema. El dissenyador ha de considerar dos escenaris diferents, el pitjor dels casos i el veritable. Es recomana el càlcul per al pitjor dels casos perquè aquest resultat proporciona un major marge de seguretat i assegura que el sistema no fallarà. També hi ha algunes mesures que cal tenir en compte a la fitxa de dades MOSFET; com ara la resistència tèrmica entre la unió semiconductora del dispositiu empaquetat i l'entorn, i la temperatura màxima de la unió.

La temperatura de la unió del dispositiu és igual a la temperatura ambient màxima més el producte de la resistència tèrmica i la dissipació de potència (temperatura de la unió = temperatura ambient màxima + [resistència tèrmica × dissipació de potència]). A partir d'aquesta equació es pot resoldre la potència màxima dissipada del sistema, que és per definició igual a I2 x RDS(ON). Atès que el personal ha determinat el corrent màxim que passarà pel dispositiu, es pot calcular RDS(ON) per a diferents temperatures. És important tenir en compte que quan es tracta de models tèrmics senzills, el dissenyador també ha de tenir en compte la capacitat calorífica de la carcassa de la unió/dispositiu de semiconductors i el cas/entorn; és a dir, cal que la placa de circuit imprès i el paquet no s'escalfin immediatament.

Normalment, un PMOSFET, hi haurà un díode paràsit present, la funció del díode és evitar la connexió inversa font-drenatge, per a PMOS, l'avantatge respecte a NMOS és que la seva tensió d'encesa pot ser 0 i la diferència de tensió entre el La tensió DS no és gaire, mentre que el NMOS a condició requereix que el VGS sigui més gran que el llindar, la qual cosa farà que la tensió de control sigui inevitablement més gran que la necessària tensió i hi haurà problemes innecessaris. PMOS es tria com a interruptor de control per a les dues aplicacions següents:

La temperatura de la unió del dispositiu és igual a la temperatura ambient màxima més el producte de la resistència tèrmica i la dissipació de potència (temperatura de la unió = temperatura ambient màxima + [resistència tèrmica × dissipació de potència]). A partir d'aquesta equació es pot resoldre la potència màxima dissipada del sistema, que és per definició igual a I2 x RDS(ON). Com que el dissenyador ha determinat el corrent màxim que passarà pel dispositiu, es pot calcular RDS(ON) per a diferents temperatures. És important tenir en compte que quan es tracta de models tèrmics senzills, el dissenyador també ha de tenir en compte la capacitat calorífica de la carcassa de la unió/dispositiu de semiconductors i el cas/entorn; és a dir, cal que la placa de circuit imprès i el paquet no s'escalfin immediatament.

Mirant aquest circuit, el senyal de control PGC controla si V4.2 subministra energia a P_GPRS o no. Aquest circuit, els terminals de font i drenatge no estan connectats al revés, R110 i R113 existeixen en el sentit que el corrent de la porta de control R110 no és massa gran, R113 controla la porta del normal, R113 pull-up a alt, a partir de PMOS , però també es pot veure com un pull-up del senyal de control, quan els pins interns de l'MCU i el pull-up, és a dir, la sortida del drenatge obert quan la sortida és drenatge obert, i no es pot apagar el PMOS, en aquest moment, és necessari que la tensió externa es produeixi, de manera que la resistència R113 té dues funcions. Necessitarà una tensió externa per donar el pull-up, de manera que la resistència R113 té dues funcions. r110 pot ser més petit, fins a 100 ohms també.