Горячая линия обслуживания
Новости
Новости
Как правильно выбрать полевую трубку MOSFET
2022-03-17
287
Как правильно выбрать полевой транзистор MOSFET
Полевые транзисторы широко используются в аналоговых и цифровых схемах, тесно связанных с нашей жизнью. Преимущества полевых транзисторов: Во-первых, схема управления относительно проста. Ток управления полевым транзистором намного меньше, чем у биполярного транзистора, и обычно он может напрямую управляться КМОП или ТТЛ-схемой с открытым коллектором. Скорость переключения полевого транзистора относительно быстрая, и он может работать с более высокой скоростью, поскольку отсутствует эффект накопления заряда. Кроме того, полевой транзистор не имеет механизма вторичного пробоя, поэтому он обладает большей долговечностью при более высоких температурах, меньшей вероятностью термического пробоя и лучшими характеристиками в более широком температурном диапазоне. Эффект поля широко используется в портативных цифровых электронных продуктах, таких как бытовая электроника, промышленные товары, электромеханическое оборудование, смартфоны и т. д.
??В последние годы, благодаря широкому использованию продуктов FET в автомобильной, коммуникационной, энергетической, потребительской, зеленой промышленности и других отраслях, в последние годы они быстро развивались. Силовой полевой транзистор привлек большое внимание. В будущем FET по-прежнему будет занимать доминирующее положение. Полевые транзисторы по-прежнему будут устройствами, с которыми будут иметь дело многие инженеры, только что вошедшие в эту область. Далее Micro BiSemiconductor обсудит некоторые базовые знания о полевых транзисторах, включая выбор и введение ключевых констант, систему и вопросы рассеивания тепла.
??Во-первых, основной выбор полевого транзистора
Существует два типа полевых транзисторов: N-канальный и P-канальный. Первый шаг — решить, использовать ли МОП-транзистор с N- или P-каналом. В типичном приложении источника питания, когда МОП-транзистор заземлен, а нагрузка подключена к напряжению питания, МОП-транзистор сконфигурирован как переключатель на стороне низкого напряжения. В низковольтном переключателе, учитывая напряжение, необходимое для выключения или включения устройства, следует использовать N-канальный МОП-транзистор. Когда металлооксидно-полупроводниковый транзистор подключен к шине и нагрузка заземлена, его следует включать и выключать на стороне высокого напряжения. В этой топологии обычно используется МОП-транзистор с P-каналом, который также управляется напряжением.
Определите необходимое номинальное напряжение или максимальное напряжение, которое может выдержать оборудование. Чем выше номинальное напряжение, тем выше стоимость устройства. Согласно практическому опыту, номинальное напряжение должно быть больше напряжения источника питания или напряжения шины. Таким образом, можно обеспечить достаточную защиту для предотвращения выхода из строя МОП-трубки. При выборе металлооксидно-полупроводниковых транзисторов необходимо определить возможное максимальное напряжение между стоком и истоком, то есть максимальное VDS. Очень важно знать, что максимальное напряжение, которое может выдержать МОП-трубка, будет меняться в зависимости от температуры. Мы должны протестировать диапазон напряжения во всем диапазоне рабочих температур. Номинальное напряжение должно иметь достаточный запас, чтобы покрыть этот диапазон изменений, чтобы гарантировать, что схема не выйдет из строя. Другие факторы безопасности, которые следует учитывать, включают переходные процессы напряжения, вызванные переключением электронных устройств (таких как двигатели или трансформаторы). Номинальное напряжение различных приложений также различно; Как правило, портативное оборудование имеет напряжение 20 В, источник питания FPGA — 20–30 В, а напряжение переменного тока 85–220 В — 450–600 В. МОП-трубка, разработанная Kia Semiconductor, отличается высоким выдерживаемым напряжением и широкими областями применения и пользуется популярностью. клиентами.
2. Определите номинальный ток МОП-трубки.
Номинальный ток должен быть максимальным током, который нагрузка может выдержать при любых обстоятельствах. Аналогично ситуации с напряжением, даже если система генерирует пиковый ток, необходимо убедиться, что выбранный МОП-транзистор может выдержать этот номинальный ток. Рассматриваются две текущие ситуации: непрерывный режим и пиковый импульс. В режиме непрерывной проводимости металлооксидно-полупроводниковый транзистор находится в стабильном состоянии, и через устройство непрерывно протекает ток. Под импульсным скачком подразумевается большое количество скачков (или всплесков), проходящих через устройство. После того как максимальный ток в этих условиях определен, остается только непосредственно выбрать устройство, способное выдержать максимальный ток.
После выбора номинального тока необходимо также рассчитать потери проводимости. На самом деле металлооксидно-полупроводниковый транзистор не является идеальным устройством, поскольку в процессе проводимости будут потери мощности, которые называются потерями проводимости. МОП-транзистор подобен переменному резистору по «проводимости», которая определяется RDS(ON) устройства и значительно меняется с температурой. Потребляемую мощность устройства можно контролировать с помощью Iload2×. Расчет RDS(ON). Поскольку сопротивление включения изменяется в зависимости от температуры, потери мощности также будут изменяться пропорционально. Чем выше напряжение VGS, приложенное к МОП-транзистору, тем меньше будет RDS(ON). В противном случае RDS(ON) будет выше. Обратите внимание, что сопротивление RDS(ON) будет немного увеличиваться с увеличением тока. Изменения различных электрических и пневматических параметров сопротивления (включенного) состояния радиосистемы можно найти в техническом паспорте, предоставленном производителем.
??В-третьих, следующим шагом при выборе МОП-трубок являются требования системы к рассеиванию тепла.
Необходимо рассмотреть две разные ситуации, а именно наихудший случай и реальную ситуацию. Рекомендуется принять результат расчета наихудшего случая, поскольку этот результат обеспечивает больший запас прочности, который может гарантировать, что система не выйдет из строя. В таблице данных MOS есть некоторые данные измерений, которые требуют внимания; Температура перехода устройства равна максимальной температуре окружающей среды плюс произведение термического сопротивления и потребляемой мощности (температура перехода = максимальная температура окружающей среды + [термическое сопротивление × Рассеяние мощности]). По этой формуле можно определить максимальную потребляемую мощность системы, которая определяется как равная I2× РДС(ВКЛ)。 Мы рассчитали RDS(ON) при различных температурах в зависимости от максимального тока устройства. Кроме того, необходимо обеспечить хорошее отвод тепла от печатной платы и ее МОП-трубки.
Лавина означает, что обратное напряжение на полупроводниковом устройстве превышает максимальное значение, образуя сильное электрическое поле и увеличивая ток в устройстве. Увеличение размера чипа повысит лавинную устойчивость и, наконец, повысит надежность устройства. Таким образом, выбор упаковки большего размера может эффективно предотвратить сход лавины.
4. Последним шагом при выборе МОП-транзистора является определение характеристик переключения МОП-транзистора.
Существует множество параметров, влияющих на производительность переключателя, но наиболее важными из них являются емкости затвор/сток, затвор/исток и сток/исток. Эти емкости приведут к потерям переключения устройства, поскольку его необходимо заряжать при каждом включении. Следовательно, снижается скорость переключения металлооксидно-полупроводникового транзистора, а также снижается КПД устройства. Чтобы рассчитать общие потери устройства при переключении, следует рассчитать потери при переключении (Eon) и потери при переключении (Eoff). Полную мощность МОП-транзистора можно выразить следующей формулой: Psw= (Eon+Eoff)× Частота переключения. Заряд затвора (Qgd) оказывает наибольшее влияние на эффективность переключения.
Полевые транзисторы широко используются в аналоговых и цифровых схемах, тесно связанных с нашей жизнью. Преимущества полевых транзисторов: Во-первых, схема управления относительно проста. Ток управления полевым транзистором намного меньше, чем у биполярного транзистора, и обычно он может напрямую управляться КМОП или ТТЛ-схемой с открытым коллектором. Скорость переключения полевого транзистора относительно быстрая, и он может работать с более высокой скоростью, поскольку отсутствует эффект накопления заряда. Кроме того, полевой транзистор не имеет механизма вторичного пробоя, поэтому он обладает большей долговечностью при более высоких температурах, меньшей вероятностью термического пробоя и лучшими характеристиками в более широком температурном диапазоне. Эффект поля широко используется в портативных цифровых электронных продуктах, таких как бытовая электроника, промышленные товары, электромеханическое оборудование, смартфоны и т. д.
??Во-первых, основной выбор полевого транзистора
Существует два типа полевых транзисторов: N-канальный и P-канальный. Первый шаг — решить, использовать ли МОП-транзистор с N- или P-каналом. В типичном приложении источника питания, когда МОП-транзистор заземлен, а нагрузка подключена к напряжению питания, МОП-транзистор сконфигурирован как переключатель на стороне низкого напряжения. В низковольтном переключателе, учитывая напряжение, необходимое для выключения или включения устройства, следует использовать N-канальный МОП-транзистор. Когда металлооксидно-полупроводниковый транзистор подключен к шине и нагрузка заземлена, его следует включать и выключать на стороне высокого напряжения. В этой топологии обычно используется МОП-транзистор с P-каналом, который также управляется напряжением.
Определите необходимое номинальное напряжение или максимальное напряжение, которое может выдержать оборудование. Чем выше номинальное напряжение, тем выше стоимость устройства. Согласно практическому опыту, номинальное напряжение должно быть больше напряжения источника питания или напряжения шины. Таким образом, можно обеспечить достаточную защиту для предотвращения выхода из строя МОП-трубки. При выборе металлооксидно-полупроводниковых транзисторов необходимо определить возможное максимальное напряжение между стоком и истоком, то есть максимальное VDS. Очень важно знать, что максимальное напряжение, которое может выдержать МОП-трубка, будет меняться в зависимости от температуры. Мы должны протестировать диапазон напряжения во всем диапазоне рабочих температур. Номинальное напряжение должно иметь достаточный запас, чтобы покрыть этот диапазон изменений, чтобы гарантировать, что схема не выйдет из строя. Другие факторы безопасности, которые следует учитывать, включают переходные процессы напряжения, вызванные переключением электронных устройств (таких как двигатели или трансформаторы). Номинальное напряжение различных приложений также различно; Как правило, портативное оборудование имеет напряжение 20 В, источник питания FPGA — 20–30 В, а напряжение переменного тока 85–220 В — 450–600 В. МОП-трубка, разработанная Kia Semiconductor, отличается высоким выдерживаемым напряжением и широкими областями применения и пользуется популярностью. клиентами.
2. Определите номинальный ток МОП-трубки.
Номинальный ток должен быть максимальным током, который нагрузка может выдержать при любых обстоятельствах. Аналогично ситуации с напряжением, даже если система генерирует пиковый ток, необходимо убедиться, что выбранный МОП-транзистор может выдержать этот номинальный ток. Рассматриваются две текущие ситуации: непрерывный режим и пиковый импульс. В режиме непрерывной проводимости металлооксидно-полупроводниковый транзистор находится в стабильном состоянии, и через устройство непрерывно протекает ток. Под импульсным скачком подразумевается большое количество скачков (или всплесков), проходящих через устройство. После того как максимальный ток в этих условиях определен, остается только непосредственно выбрать устройство, способное выдержать максимальный ток.
После выбора номинального тока необходимо также рассчитать потери проводимости. На самом деле металлооксидно-полупроводниковый транзистор не является идеальным устройством, поскольку в процессе проводимости будут потери мощности, которые называются потерями проводимости. МОП-транзистор подобен переменному резистору по «проводимости», которая определяется RDS(ON) устройства и значительно меняется с температурой. Потребляемую мощность устройства можно контролировать с помощью Iload2×. Расчет RDS(ON). Поскольку сопротивление включения изменяется в зависимости от температуры, потери мощности также будут изменяться пропорционально. Чем выше напряжение VGS, приложенное к МОП-транзистору, тем меньше будет RDS(ON). В противном случае RDS(ON) будет выше. Обратите внимание, что сопротивление RDS(ON) будет немного увеличиваться с увеличением тока. Изменения различных электрических и пневматических параметров сопротивления (включенного) состояния радиосистемы можно найти в техническом паспорте, предоставленном производителем.
??В-третьих, следующим шагом при выборе МОП-трубок являются требования системы к рассеиванию тепла.
Необходимо рассмотреть две разные ситуации, а именно наихудший случай и реальную ситуацию. Рекомендуется принять результат расчета наихудшего случая, поскольку этот результат обеспечивает больший запас прочности, который может гарантировать, что система не выйдет из строя. В таблице данных MOS есть некоторые данные измерений, которые требуют внимания; Температура перехода устройства равна максимальной температуре окружающей среды плюс произведение термического сопротивления и потребляемой мощности (температура перехода = максимальная температура окружающей среды + [термическое сопротивление × Рассеяние мощности]). По этой формуле можно определить максимальную потребляемую мощность системы, которая определяется как равная I2× РДС(ВКЛ)。 Мы рассчитали RDS(ON) при различных температурах в зависимости от максимального тока устройства. Кроме того, необходимо обеспечить хорошее отвод тепла от печатной платы и ее МОП-трубки.
Лавина означает, что обратное напряжение на полупроводниковом устройстве превышает максимальное значение, образуя сильное электрическое поле и увеличивая ток в устройстве. Увеличение размера чипа повысит лавинную устойчивость и, наконец, повысит надежность устройства. Таким образом, выбор упаковки большего размера может эффективно предотвратить сход лавины.
4. Последним шагом при выборе МОП-транзистора является определение характеристик переключения МОП-транзистора.
Существует множество параметров, влияющих на производительность переключателя, но наиболее важными из них являются емкости затвор/сток, затвор/исток и сток/исток. Эти емкости приведут к потерям переключения устройства, поскольку его необходимо заряжать при каждом включении. Следовательно, снижается скорость переключения металлооксидно-полупроводникового транзистора, а также снижается КПД устройства. Чтобы рассчитать общие потери устройства при переключении, следует рассчитать потери при переключении (Eon) и потери при переключении (Eoff). Полную мощность МОП-транзистора можно выразить следующей формулой: Psw= (Eon+Eoff)× Частота переключения. Заряд затвора (Qgd) оказывает наибольшее влияние на эффективность переключения.
Тел. компании: +86-0755-83044319
Факс/факс:+86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Менеджер Ли
QQ: 332496225 Менеджер Цю
Адрес: комната 809, блок C, здание Zhantao Technology Building, проспект Минчжи № 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.
粤公网安备44030002007346号