كيفية اختيار أنبوب التأثير الميداني MOSFET بشكل صحيح

الصفحة الرئيسية أخبار الأخبار الصناعية كيفية اختيار أنبوب التأثير الميداني MOSFET بشكل صحيح

2022-03-17 287

كيفية اختيار ترانزستور تأثير المجال mosfet بشكل صحيح

تستخدم الترانزستورات ذات التأثير الميداني على نطاق واسع في الدوائر التناظرية والدوائر الرقمية، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بحياتنا. مزايا FET هي: أولاً، دائرة القيادة بسيطة نسبيًا. إن تيار القيادة الذي يتطلبه FET أصغر بكثير من تيار BJT، ويمكن عادةً أن يتم تشغيله مباشرة بواسطة CMOS أو دائرة TTL المجمعة المفتوحة. سرعة التحويل لترانزستور التأثير الميداني سريعة نسبيًا، ويمكن أن تعمل بسرعة أعلى لأنه لا يوجد تأثير لتخزين الشحن. بالإضافة إلى ذلك، لا يحتوي FET على آلية فشل الانهيار الثانوي، لذلك فهو يتمتع بمتانة أقوى عند درجة حرارة أعلى، واحتمال أقل للانهيار الحراري، وأداء أفضل في نطاق درجة حرارة أوسع. تم استخدام التأثير الميداني على نطاق واسع في المنتجات الإلكترونية الرقمية المحمولة مثل الإلكترونيات الاستهلاكية والمنتجات الصناعية والمعدات الكهروميكانيكية والهواتف الذكية وما إلى ذلك.

??في السنوات الأخيرة، مع الاستخدام الواسع النطاق لمنتجات FET في السيارات والاتصالات والطاقة والاستهلاك والصناعة الخضراء وغيرها من الصناعات، تطورت بسرعة في السنوات الأخيرة. لقد اجتذبت Power FET الكثير من الاهتمام. في المستقبل، ستظل FET تحتل مكانة مهيمنة. ستظل الترانزستورات ذات التأثير الميداني هي الأجهزة التي سيتعامل معها العديد من المهندسين الذين دخلوا هذا المجال للتو. بعد ذلك، سوف يناقش Micro BiSemiconductor بعض المعرفة الأساسية حول ترانزستورات التأثير الميداني، بما في ذلك اختيار وإدخال الثوابت الأساسية واعتبارات النظام وتبديد الحرارة.
??أولاً، الاختيار الأساسي لـ FET

هناك نوعان من FET: قناة N وقناة P. الخطوة الأولى هي تحديد ما إذا كنت تريد استخدام ترانزستور MOS ذو قناة N أو قناة P. في تطبيق مصدر الطاقة النموذجي، عندما يتم تأريض ترانزستور MOS ويتم توصيل الحمل بجهد مصدر الطاقة، يتم تكوين ترانزستور MOS كمفتاح جانبي منخفض الجهد. في المفتاح الجانبي ذو الجهد المنخفض، مع الأخذ في الاعتبار الجهد المطلوب لإيقاف تشغيل الجهاز أو تشغيله، يجب استخدام ترانزستور MOS ذو قناة N. عندما يتم توصيل ترانزستور أشباه الموصلات من أكسيد المعدن بالحافلة ويتم تأريض الحمل، يجب تشغيله وإيقافه على جانب الجهد العالي. تعتمد هذه الهيكلية عادة ترانزستور MOS ذو قناة P، والذي يتم تشغيله أيضًا بواسطة الجهد.

تحديد الجهد المقنن المطلوب أو الحد الأقصى للجهد الذي يمكن أن يتحمله الجهاز. كلما ارتفع الجهد المقنن، زادت تكلفة الجهاز. وفقا للخبرة العملية، يجب أن يكون الجهد المقنن أكبر من جهد مصدر الطاقة أو جهد الناقل. بهذه الطريقة، يمكن توفير الحماية الكافية لمنع فشل أنبوب MOS. فيما يتعلق باختيار ترانزستورات أشباه الموصلات المصنوعة من أكسيد المعدن، من الضروري تحديد الحد الأقصى للجهد المحتمل بين المصرف والمصدر، أي الحد الأقصى لـ VDS. من المهم جدًا معرفة أن الحد الأقصى للجهد الذي يمكن أن يتحمله أنبوب MOS سيتغير مع درجة الحرارة. يجب علينا اختبار نطاق الجهد على نطاق درجة حرارة التشغيل بأكمله. يجب أن يكون للجهد المقنن هامش كافٍ لتغطية نطاق الاختلاف هذا لضمان عدم فشل الدائرة. تشمل عوامل السلامة الأخرى التي يجب مراعاتها عبور الجهد الناتج عن تبديل الأجهزة الإلكترونية (مثل المحركات أو المحولات). يختلف الجهد المقنن للتطبيقات المختلفة أيضًا؛ بشكل عام، المعدات المحمولة هي 20 فولت، وإمدادات الطاقة FPGA هي 20 ~ 30 فولت، وتطبيق 85 ~ 220 VAC هو 450 ~ 600 فولت. أنبوب MOS المصمم بواسطة Kia Semiconductor لديه جهد تحمل قوي ومجالات تطبيق واسعة، وهو مفضل. من قبل العملاء.

2. تحديد التيار المقنن لأنبوب MOS

يجب أن يكون التيار المقنن هو الحد الأقصى للتيار الذي يمكن أن يتحمله الحمل تحت أي ظرف من الظروف. كما هو الحال مع حالة الجهد، حتى لو قام النظام بتوليد تيار الذروة، فمن الضروري التأكد من أن ترانزستور MOS المحدد يمكنه تحمل هذا التيار المقنن. الحالتان الحاليتان اللتان تم النظر فيهما هما الوضع المستمر وارتفاع النبض. في وضع التوصيل المستمر، يكون ترانزستور أشباه الموصلات بأكسيد المعدن في حالة مستقرة، ويتدفق التيار بشكل مستمر عبر الجهاز. يشير ارتفاع النبض إلى عدد كبير من الزيادات (أو المسامير) التي تتدفق عبر الجهاز. بمجرد تحديد الحد الأقصى للتيار في ظل هذه الظروف، فمن الضروري فقط تحديد الجهاز الذي يمكنه تحمل الحد الأقصى للتيار مباشرة.

بعد تحديد التيار المقنن، يجب أيضًا حساب فقدان التوصيل. في الواقع، ترانزستور أشباه الموصلات من أكسيد المعدن ليس جهازًا مثاليًا، لأنه سيكون هناك فقدان للطاقة في عملية التوصيل، وهو ما يسمى فقدان التوصيل. يشبه ترانزستور MOS المقاوم المتغير في "التوصيل"، والذي يتم تحديده بواسطة RDS(ON) للجهاز ويتغير بشكل كبير مع درجة الحرارة. يمكن التحكم في استهلاك الطاقة للجهاز عن طريق Iload2× حساب RDS (ON). مع تغير المقاومة مع درجة الحرارة، فإن فقدان الطاقة سيتغير أيضًا بشكل متناسب. كلما زاد جهد VGS المطبق على ترانزستور MOS، كلما كان RDS(ON) أصغر. وإلا فإن RDS(ON) سيكون أعلى. لاحظ أن مقاومة RDS(ON) سترتفع قليلاً مع التيار. يمكن العثور على تغييرات في المعلمات الكهربائية والهوائية المختلفة حول المقاومة (التشغيل) لنظام بيانات الراديو في ورقة البيانات الفنية المقدمة من قبل الشركة المصنعة.

??ثالثًا، الخطوة التالية في اختيار أنابيب MOS هي متطلبات تبديد الحرارة للنظام.

ولا بد من النظر في حالتين مختلفتين، وهما الحالة الأسوأ والوضع الحقيقي. يوصى باعتماد نتيجة الحساب الأسوأ، لأن هذه النتيجة توفر هامش أمان أكبر، مما يضمن عدم فشل النظام. هناك بعض بيانات القياس في ورقة بيانات MOS التي تحتاج إلى الاهتمام؛ درجة حرارة الوصلة للجهاز تساوي الحد الأقصى لدرجة الحرارة المحيطة بالإضافة إلى ناتج المقاومة الحرارية واستهلاك الطاقة (درجة حرارة الوصلة = درجة الحرارة المحيطة القصوى + [المقاومة الحرارية × تبديد الطاقة]). وفقا لهذه الصيغة، يمكن حل الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة للنظام، والذي يعرف بأنه يساوي I2× RDS (تشغيل) . قمنا بحساب RDS (ON) عند درجات حرارة مختلفة وفقًا لأقصى تيار للجهاز. بالإضافة إلى ذلك، ينبغي أيضًا أن يتم تبديد الحرارة للوحة الدائرة وأنبوب MOS الخاص بها بشكل جيد.

ويعني الانهيار الجليدي أن الجهد العكسي الموجود على الجهاز شبه الموصل يتجاوز القيمة القصوى، مما يشكل مجالًا كهربائيًا قويًا ويزيد التيار في الجهاز. ستؤدي زيادة حجم الشريحة إلى زيادة مقاومة الانهيارات الجليدية، وفي النهاية تحسين متانة الجهاز. ولذلك، فإن اختيار حزمة أكبر يمكن أن يمنع بشكل فعال الانهيار الجليدي.

4. الخطوة الأخيرة في اختيار ترانزستور MOS هي تحديد أداء التحويل لترانزستور MOS.

هناك العديد من المعلمات التي تؤثر على أداء المحول، ولكن أهمها هي سعة البوابة/المصرف، والبوابة/المصدر، وسعة الصرف/المصدر. ستؤدي هذه السعات إلى فقدان الجهاز أثناء التبديل، لأنه يحتاج إلى الشحن في كل مرة يتم فيها التبديل. لذلك، تنخفض سرعة تبديل ترانزستور أشباه الموصلات بأكسيد المعدن، كما تنخفض كفاءة الجهاز. من أجل حساب الخسارة الإجمالية للجهاز أثناء التبديل، ينبغي حساب الخسارة أثناء التبديل (Eon) والخسارة أثناء التبديل (Eoff). يمكن التعبير عن القدرة الكلية لـ MOSFET بالصيغة التالية: Psw= (Eon+Eoff)× تردد التبديل. إن شحنة البوابة (Qgd) لها التأثير الأكبر على أداء التحويل.

هاتف الشركة: +86-0755-83044319
فاكس/فاكس: +86-0755-83975897
بريد إلكتروني: 1615456225@qq.com
س: 3518641314 مدير لي
ف ف: 332496225 مدير تشيو
العنوان: الغرفة 809، المبنى C، مبنى Zhantao Technology، رقم 1079 شارع Minzhi، منطقة Longhua الجديدة، Shenzhen

مقدمة أساسية لتركيبة السلحفاة العلوية لإمداد الطاقة Siko Micro Switch (5)

لماذا يسهل تسخين أنبوب MOS؟