كيفية اختيار الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) ذات الجهد الصغير بشكل صحيح

يعد اختيار MOSFET ذو الجهد الصغير جزءًا مهمًا جدًا منموسفيتالاختيار ليس جيدًا قد يؤثر على كفاءة وتكلفة الدائرة بأكملها، ولكنه أيضًا سيجلب الكثير من المتاعب للمهندسين، فكيف يتم اختيار MOSFET بشكل صحيح؟

اختيار قناة N أو قناة P الخطوة الأولى في اختيار الجهاز الصحيح للتصميم هي تحديد ما إذا كنت تريد استخدام قناة N أو قناة P MOSFET في تطبيق الطاقة النموذجي، يشكل MOSFET مفتاحًا جانبيًا منخفض الجهد عندما يتم تأريض MOSFET ويتم توصيل الحمل بجهد الجذع. في المفتاح الجانبي ذو الجهد المنخفض، يجب استخدام MOSFET ذو القناة N نظرًا للجهد المطلوب لإيقاف تشغيل الجهاز أو تشغيله.

عندما يتم توصيل MOSFET بالحافلة ويتم تأريض الحمل، يجب استخدام المفتاح الجانبي عالي الجهد. عادةً ما يتم استخدام الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) ذات القناة P في هذه الهيكلية، مرة أخرى لاعتبارات محرك الجهد. تحديد التصنيف الحالي. حدد التصنيف الحالي لـ MOSFET. اعتمادًا على بنية الدائرة، يجب أن يكون تصنيف التيار هذا هو الحد الأقصى للتيار الذي يمكن أن يتحمله الحمل في جميع الظروف.

وكما هو الحال في حالة الجهد، يجب على المصمم التأكد من اختيارهموسفيتيمكن أن يتحمل هذا التصنيف الحالي، حتى عندما يقوم النظام بتوليد تيارات متصاعدة. الحالتان الحاليتان اللتان يجب مراعاتهما هما الوضع المستمر وارتفاع النبض. في وضع التوصيل المستمر، يكون MOSFET في حالة مستقرة، عندما يمر التيار بشكل مستمر عبر الجهاز.

تحدث طفرات النبض عندما تكون هناك زيادات كبيرة (أو طفرات في التيار) تتدفق عبر الجهاز. بمجرد تحديد الحد الأقصى للتيار في ظل هذه الظروف، يصبح الأمر ببساطة مسألة اختيار جهاز يمكنه تحمل هذا التيار الأقصى بشكل مباشر. تحديد المتطلبات الحرارية يتطلب اختيار MOSFET أيضًا حساب المتطلبات الحرارية للنظام. يجب على المصمم أن يأخذ في الاعتبار سيناريوهين مختلفين، الحالة الأسوأ والحالة الحقيقية. يوصى باستخدام الحساب الأسوأ لأنه يوفر هامش أمان أكبر ويضمن عدم فشل النظام. هناك أيضًا بعض القياسات التي يجب أن تكون على دراية بها في ورقة بيانات MOSFET؛ مثل المقاومة الحرارية بين تقاطع أشباه الموصلات لجهاز الحزمة والبيئة، ودرجة حرارة الوصلة القصوى. عند اتخاذ قرار بشأن تبديل الأداء، فإن الخطوة الأخيرة في اختيار MOSFET هي تحديد أداء التبديل لـموسفيت.

هناك العديد من المعلمات التي تؤثر على أداء التبديل، ولكن أهمها هي سعة البوابة/المصرف، والبوابة/المصدر، وسعة الصرف/المصدر. تخلق هذه السعات خسائر تبديل في الجهاز لأنه يجب شحنها أثناء كل تبديل. وبالتالي يتم تقليل سرعة تبديل MOSFET وتقليل كفاءة الجهاز. لحساب إجمالي خسائر الجهاز أثناء التبديل، يجب على المصمم حساب خسائر التشغيل (Eon) وخسائر إيقاف التشغيل.

عندما تكون قيمة vGS صغيرة، فإن القدرة على امتصاص الإلكترونات ليست قوية، والتسرب - المصدر بين القناة التي لا تزال غير موصلة، يزداد vGS، ويتم امتصاصه في الطبقة السطحية الخارجية للإلكترونات من الركيزة P في الزيادة، عندما يصل vGS إلى قيمة معينة، تشكل هذه الإلكترونات الموجودة في البوابة القريبة من مظهر الركيزة P طبقة رقيقة من النوع N، ومع توصيل منطقتي N + عندما تصل vGS إلى قيمة معينة، ستشكل هذه الإلكترونات الموجودة في البوابة القريبة من مظهر الركيزة P نوع N رقيق طبقة، ومتصلة بمنطقة N + اثنين، في مصدر الصرف يشكل قناة موصلة من النوع N، ونوعها الموصل وعكس الركيزة P، تشكل الطبقة المضادة للنوع. VGS أكبر، دور مظهر أشباه الموصلات هو المجال الكهربائي الأقوى، وامتصاص الإلكترونات إلى السطح الخارجي للركيزة P، وكلما كانت القناة الموصلة أكثر سمكًا، انخفضت مقاومة القناة. وهذا يعني أن N-channel MOSFET في vGS <VT، لا يمكن أن يشكل قناة موصلة، والأنبوب في حالة القطع. طالما أن vGS ≥ VT، فقط عند تكوين القناة. بعد تشكيل القناة، يتم توليد تيار التصريف عن طريق إضافة جهد أمامي vDS بين مصدر التصريف.

لكن Vgs يستمر في الزيادة، دعنا نقول IRFPS40N60KVgs = 100V عندما Vds = 0 وVds = 400V، شرطان، وظيفة الأنبوب لإحداث ما هو التأثير، إذا تم حرقه، السبب والآلية الداخلية للعملية هي كيفية تقليل زيادة Vgs تعمل Rds (on) على تقليل خسائر التبديل، ولكن في نفس الوقت ستزيد Qg، بحيث تصبح خسارة التشغيل أكبر، مما يؤثر على كفاءة MOSFET وصل جهد GS بواسطة Vgg إلى Cgs للشحن والارتفاع، إلى جهد الصيانة Vth، يبدأ MOSFET بالتوصيل؛ زيادة التيار MOSFET DS، سعة ميلييه في الفاصل الزمني بسبب تفريغ سعة DS وتفريغها، ليس لشحن السعة GS تأثير كبير؛ Qg = Cgs * Vgs، لكن الشحن سيستمر في التراكم.

ينخفض ​​جهد DS الخاص بـ MOSFET إلى نفس جهد Vgs، وتزداد سعة ميلييه بشكل كبير، ويتوقف جهد المحرك الخارجي عن شحن سعة ميلييه، ويظل جهد مكثف GS دون تغيير، ويزداد جهد سعة ميلييه، بينما يزداد الجهد على السعة DS تستمر في الانخفاض؛ ينخفض ​​جهد DS الخاص بـ MOSFET إلى الجهد عند التوصيل المشبع، وتصبح سعة ميلييه أصغر ينخفض ​​جهد DS الخاص بـ MOSFET إلى الجهد عند التوصيل المشبع، وتصبح سعة ميلييه أصغر ويتم شحنها مع سعة GS بواسطة محرك خارجي الجهد، والجهد على السعة GS يرتفع؛ قنوات قياس الجهد هي سلسلة 3D01 و4D01 و3SK من نيسان المحلية.

تحديد القطب G (البوابة): استخدم ترس الصمام الثنائي للمقياس المتعدد. إذا كانت القدم والقدمين الآخرين بين انخفاض الجهد الموجب والسالب أكبر من 2 فولت، أي أن العرض "1"، فإن هذه القدم هي البوابة G. ثم قم بتبديل القلم لقياس بقية القدمين، يكون انخفاض الجهد صغيرًا في ذلك الوقت، والقلم الأسود متصل بالقطب D (المصرف)، والقلم الأحمر متصل بالقطب S (المصدر).