Capacitat de la porta, resistència a l'encesa i altres paràmetres dels MOSFET

I. Capacitat de porta

La capacitat de la porta inclou principalment la capacitat d'entrada (Ciss), la capacitat de sortida (Coss) i la capacitat de transferència inversa (Crss, també coneguda com a capacitat de Miller).

 

Capacitat d'entrada (Ciss):

 

DEFINICIÓ: La capacitat d'entrada és la capacitat total entre la porta i la font i el drenatge, i consta de la capacitat de la font de la porta (Cgs) i la capacitat de drenatge de la porta (Cgd) connectades en paral·lel, és a dir, Ciss = Cgs + Cgd.

 

Funció: la capacitat d'entrada afecta la velocitat de commutació del MOSFET. Quan la capacitat d'entrada es carrega a una tensió llindar, el dispositiu es pot encendre; descarregat a un determinat valor, el dispositiu es pot apagar. Per tant, el circuit de conducció i Ciss tenen un impacte directe en el retard d'encesa i apagat del dispositiu.

 

Capacitat de sortida (Coss):

Definició: La capacitat de sortida és la capacitat total entre el drenatge i la font, i consta de la capacitat drenatge-font (Cds) i la capacitat de drenatge de la porta (Cgd) en paral·lel, és a dir, Coss = Cds + Cgd.

 

Funció: en aplicacions de commutació suau, Coss és molt important perquè pot causar ressonància al circuit.

 

Capacitat de transmissió inversa (Crss):

Definició: la capacitat de transferència inversa és equivalent a la capacitat de drenatge de la porta (Cgd) i sovint es coneix com a capacitat de Miller.

 

Funció: la capacitat de transferència inversa és un paràmetre important per als temps de pujada i baixada de l'interruptor, i també afecta el temps de retard d'apagat. El valor de la capacitat disminueix a mesura que augmenta la tensió de la font de drenatge.

II. Resistència activa (Rds(on))

 

Definició: la resistència activada és la resistència entre la font i el drenatge d'un MOSFET en estat encès en condicions específiques (p. ex., corrent de fuga específic, tensió de porta i temperatura).

 

Factors que influeixen: la resistència a l'encesa no és un valor fix, es veu afectada per la temperatura, com més alta sigui la temperatura, més gran serà el Rds(on). A més, com més gran sigui la tensió de resistència, més gruixuda és l'estructura interna del MOSFET, més gran serà la resistència corresponent.

 

 

Importància: a l'hora de dissenyar una font d'alimentació de commutació o un circuit de controlador, cal tenir en compte la resistència activa del MOSFET, ja que el corrent que flueix pel MOSFET consumirà energia amb aquesta resistència, i aquesta part de l'energia consumida s'anomena on- pèrdua de resistència. La selecció d'un MOSFET amb baixa resistència pot reduir la pèrdua de resistència.

 

En tercer lloc, altres paràmetres importants

A més de la capacitat i la resistència de la porta, el MOSFET té alguns altres paràmetres importants com ara:

V(BR)DSS (tensió de ruptura de la font de drenatge):La tensió de la font de drenatge a la qual el corrent que flueix pel drenatge arriba a un valor específic a una temperatura específica i amb la font de la porta en curtcircuit. Per sobre d'aquest valor, el tub pot estar danyat.

 

VGS(th) (tensió llindar):La tensió de la porta necessària per fer que es comenci a formar un canal conductor entre la font i el desguàs. Per als MOSFET estàndard de canal N, VT és d'uns 3 a 6 V.

 

ID (corrent de drenatge continu màxim):El màxim de corrent continu continu que pot permetre el xip a la temperatura nominal màxima de la unió.

 

IDM (corrent de drenatge polsat màxim):Reflecteix el nivell de corrent polsat que pot gestionar el dispositiu, sent el corrent polsat molt superior al corrent continu continu.

 

PD (màxima dissipació de potència):el dispositiu pot dissipar el màxim consum d'energia.

 

En resum, la capacitat de la porta, la resistència a l'encesa i altres paràmetres d'un MOSFET són crítics per al seu rendiment i aplicació, i s'han de seleccionar i dissenyar segons escenaris i requisits d'aplicació específics.