سعة البوابة ومقاومة التشغيل وغيرها من معلمات الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET).

I. سعة البوابة

تشتمل سعة البوابة بشكل أساسي على سعة الإدخال (Ciss)، وسعة الخرج (Coss)، وسعة النقل العكسي (Crss، والمعروفة أيضًا باسم سعة ميلر).

 

سعة الإدخال (كيس):

 

التعريف: سعة الإدخال هي السعة الإجمالية بين البوابة والمصدر والصرف، وتتكون من سعة مصدر البوابة (Cgs) وسعة استنزاف البوابة (Cgd) المتصلة بالتوازي، أي Ciss = Cgs + Cgd.

 

الوظيفة: تؤثر سعة الإدخال على سرعة تبديل MOSFET. عندما يتم شحن سعة الإدخال إلى جهد عتبة، يمكن تشغيل الجهاز؛ تفريغها إلى قيمة معينة، يمكن إيقاف تشغيل الجهاز. ولذلك فإن دائرة القيادة و Ciss لهما تأثير مباشر على تأخير تشغيل وإيقاف تشغيل الجهاز.

 

سعة الخرج (كوس):

تعريف: سعة الخرج هي السعة الإجمالية بين المصرف والمصدر، وتتكون من سعة مصدر التصريف (Cds) وسعة بوابة الصرف (Cgd) على التوازي، أي Coss = Cds + Cgd.

 

الدور: في تطبيقات التبديل الناعم، يعد Coss مهمًا جدًا لأنه قد يسبب رنينًا في الدائرة.

 

سعة ناقل الحركة العكسي (Crss):

التعريف: سعة النقل العكسي تعادل سعة تصريف البوابة (Cgd) وغالبًا ما يشار إليها باسم سعة ميلر.

 

الدور: تعد سعة النقل العكسي معلمة مهمة لأوقات صعود وهبوط المفتاح، كما أنها تؤثر على وقت تأخير إيقاف التشغيل. تنخفض قيمة السعة مع زيادة جهد مصدر التصريف.

ثانيا. على المقاومة (Rds(on))

 

التعريف: المقاومة المستمرة هي المقاومة بين المصدر والمصرف لدوائر MOSFET في حالة التشغيل في ظل ظروف محددة (على سبيل المثال، تيار تسرب محدد، وجهد البوابة، ودرجة الحرارة).

 

العوامل المؤثرة: مقاومة التشغيل ليست قيمة ثابتة، فهي تتأثر بدرجة الحرارة، فكلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت Rds(on). بالإضافة إلى ذلك، كلما زاد جهد التحمل، كلما زاد سمك الهيكل الداخلي لـ MOSFET، وزادت المقاومة المقابلة.

 

 

الأهمية: عند تصميم مصدر طاقة تحويلي أو دائرة تشغيل، من الضروري مراعاة مقاومة التشغيل MOSFET، لأن التيار المتدفق عبر MOSFET سوف يستهلك طاقة على هذه المقاومة، وهذا الجزء من الطاقة المستهلكة يسمى على- فقدان المقاومة. يمكن أن يؤدي اختيار MOSFET ذو المقاومة المنخفضة إلى تقليل فقدان المقاومة.

 

ثالثا، غيرها من المعالم الهامة

بالإضافة إلى سعة البوابة ومقاومتها، فإن MOSFET لديها بعض المعلمات المهمة الأخرى مثل:

V(BR)DSS (جهد انهيار مصدر الصرف):جهد مصدر الصرف الذي يصل عنده التيار المتدفق عبر الصرف إلى قيمة محددة عند درجة حرارة محددة ومع قصر مصدر البوابة. فوق هذه القيمة، قد يتلف الأنبوب.

 

VGS(th) (عتبة الجهد):جهد البوابة المطلوب لبدء تكوين قناة موصلة بين المصدر والمصرف. بالنسبة لدوائر MOSFET ذات القناة N القياسية، يكون جهد VT حوالي 3 إلى 6 فولت.

 

المعرف (الحد الأقصى لتيار التصريف المستمر):الحد الأقصى لتيار التيار المستمر المستمر الذي يمكن أن تسمح به الشريحة عند درجة حرارة الوصلة القصوى المقدرة.

 

IDM (الحد الأقصى لتيار التصريف النبضي):يعكس مستوى التيار النبضي الذي يمكن للجهاز التعامل معه، حيث يكون التيار النبضي أعلى بكثير من التيار المستمر المستمر.

 

PD (الحد الأقصى لتبديد الطاقة):يمكن للجهاز تبديد الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة.

 

باختصار، تعد سعة البوابة ومقاومة المقاومة والمعلمات الأخرى الخاصة بـ MOSFET أمرًا بالغ الأهمية لأدائها وتطبيقها، ويجب تحديدها وتصميمها وفقًا لسيناريوهات ومتطلبات التطبيق المحددة.