MOSFET Package Switching Tube Seleksje en Circuit Diagrams

De earste stap is in meitsje in seleksje fanMOSFETs, dy't komme yn twa haadtypen: N-kanaal en P-kanaal. Yn machtsystemen kinne MOSFET's wurde tocht as elektryske skeakels. As in positive spanning wurdt tafoege tusken de poarte en boarne fan in N-kanaal MOSFET, syn switch conducts. Tidens conduction, stream kin streame troch de switch fan de drain nei de boarne. D'r bestiet in ynterne wjerstân tusken de drain en de boarne neamd de on-resistance RDS (ON). It moat dúdlik wêze dat de poarte fan in MOSFET in terminal mei hege impedânsje is, dus wurdt altyd in spanning tafoege oan 'e poarte. Dit is de wjerstân tsjin grûn dat de poarte is ferbûn oan yn it circuit diagram presintearre letter. As de poarte hingjen bliuwt, sil it apparaat net wurkje lykas ûntwurpen en kin it op ûngelegen mominten yn- of útskeakelje, wat resulteart yn potinsjele krêftferlies yn it systeem. As de spanning tusken de boarne en de poarte nul is, wurdt de skeakel útskeakele en stopt de stroom troch it apparaat. Hoewol it apparaat op dit punt is útskeakele, is der noch in lytse stroom oanwêzich, dy't lekstroom neamd wurdt, of IDSS.

Stap 1: Kies N-kanaal of P-kanaal

De earste stap yn it selektearjen fan it juste apparaat foar in ûntwerp is in beslút oft jo in N-kanaal of P-kanaal MOSFET brûke. yn in typyske macht applikaasje, doe't in MOSFET wurdt grûn en de lading is ferbûn mei de romp spanning, dat MOSFET foarmet de lege spanning kant switch. Yn in lege spanning kant switch, in N-kanaalMOSFETmoat brûkt wurde fanwege de konsideraasje fan 'e spanning dy't nedich is om it apparaat út te skeakeljen of yn te skeakeljen. Wannear't de MOSFET is ferbûn mei de bus en de lading wurdt grûn, de hege spanning kant switch wurdt brûkt. In P-kanaal MOSFET wurdt meastal brûkt yn dizze topology, wer foar spanning drive ôfwagings.

Stap 2: Bepale de hjoeddeistige wurdearring

De twadde stap is om de hjoeddeistige beoardieling fan 'e MOSFET te selektearjen. Ofhinklik fan 'e sirkwystruktuer moat dizze aktuele wurdearring de maksimale stroom wêze dy't de lading ûnder alle omstannichheden kin wjerstean. Fergelykber mei it gefal fan spanning, moat de ûntwerper derfoar soargje dat de selekteare MOSFET dizze hjoeddeistige beoardieling kin wjerstean, sels as it systeem spikestrommen genereart. De twa aktuele gefallen beskôge binne trochgeande modus en pulsspikes. Dizze parameter is basearre op it FDN304P buis DATASHEET as referinsje en de parameters wurde werjûn yn 'e figuer:

Yn trochgeande conduction modus, de MOSFET is yn fêste steat, doe't strom streamt kontinu troch it apparaat. Pulse spikes binne as d'r in grutte hoemannichte surge (as spike-stream) troch it apparaat streamt. Sadree't de maksimale stroom ûnder dizze betingsten is bepaald, is it gewoan in kwestje fan direkt in apparaat te selektearjen dat dizze maksimale stroom kin ferneare.

Nei it selektearjen fan de nominearre stroom, moatte jo ek it konduksjeferlies berekkenje. Yn de praktyk, deMOSFETis net it ideale apparaat, want yn it conductive proses sil der macht ferlies, dat wurdt neamd conduction ferlies. MOSFET yn 'e "oan" as in fariabele ferset, bepaald troch it apparaat syn RDS (ON), en mei de temperatuer en wichtige feroarings. De macht dissipation fan it apparaat kin wurde berekkene út Iload2 x RDS (ON), en sûnt de on-resistance fariearret mei temperatuer, de macht dissipation fariearret proporsjoneel. Hoe heger de spanning VGS tapast op de MOSFET, hoe lytser de RDS(ON) sil wêze; oarsom, hoe heger de RDS(ON) sil wêze. Foar de systeemûntwerper, dit is wêr't de ôfwagings yn spiel komme ôfhinklik fan 'e systeemspanning. Foar draachbere ûntwerpen is it makliker (en faker) om legere spanningen te brûken, wylst foar yndustriële ûntwerpen hegere spanningen kinne wurde brûkt. Tink derom dat de RDS (ON) wjerstân in bytsje ferheget mei stroom. Fariaasjes yn 'e ferskate elektryske parameters fan' e RDS(ON) wjerstân kinne fûn wurde yn it technyske gegevensblêd levere troch de fabrikant.

Stap 3: Bepale termyske easken

De folgjende stap by it selektearjen fan in MOSFET is om de termyske easken fan it systeem te berekkenjen. De ûntwerper moat twa ferskillende senario's beskôgje, it slimste gefal en it wiere gefal. De berekkening foar it minste gefal wurdt oanrikkemandearre, om't dit resultaat in gruttere feiligensmarge jout en soarget dat it systeem net mislearret. D'r binne ek wat mjittingen om bewust te wêzen op it MOSFET-gegevensblêd; lykas de termyske ferset tusken de semiconductor junction fan it ferpakt apparaat en de omjouwing, en de maksimale junction temperatuer.

De knooppunttemperatuer fan it apparaat is lyk oan de maksimale omjouwingstemperatuer plus it produkt fan termyske ferset en krêftdissipaasje (knooppunttemperatuer = maksimale omjouwingstemperatuer + [thermyske ferset × krêftdissipaasje]). Ut dizze fergeliking kin de maksimale krêftdissipaasje fan it systeem oplost wurde, dat per definysje lyk is oan I2 x RDS(ON). Sûnt it personiel de maksimale stroom hat bepaald dy't troch it apparaat sil gean, kin RDS(ON) wurde berekkene foar ferskate temperatueren. It is wichtich om te merken dat by it omgean mei ienfâldige termyske modellen, de ûntwerper moat ek beskôgje de waarmte kapasiteit fan de semiconductor junction / apparaat gefal en de saak / omjouwing; ie, it is nedich dat de printe circuit board en it pakket net warm up fuortendaliks.

Meastentiids, in PMOSFET, sil d'r in parasitêre diode oanwêzich wêze, de funksje fan 'e diode is om de boarne-drain-omkearferbining te foarkommen, foar PMOS is it foardiel boppe NMOS dat syn oansetspanning 0 kin wêze, en it spanningsferskil tusken de DS spanning is net folle, wylst de NMOS op betingst fereasket dat de VGS wêze grutter dan de drompel, wat sil liede ta de kontrôle spanning is ûnûntkomber grutter dan de fereaske spanning, en der sil ûnnedige problemen. PMOS wurdt keazen as de kontrôleskeakel foar de folgjende twa applikaasjes:

De knooppunttemperatuer fan it apparaat is lyk oan de maksimale omjouwingstemperatuer plus it produkt fan termyske ferset en krêftdissipaasje (knooppunttemperatuer = maksimale omjouwingstemperatuer + [thermyske ferset × krêftdissipaasje]). Ut dizze fergeliking kin de maksimale krêftdissipaasje fan it systeem oplost wurde, dat per definysje lyk is oan I2 x RDS(ON). Om't de ûntwerper de maksimale stroom hat bepaald dy't troch it apparaat sil gean, kin RDS(ON) wurde berekkene foar ferskate temperatueren. It is wichtich om te merken dat by it omgean mei ienfâldige termyske modellen, de ûntwerper moat ek beskôgje de waarmte kapasiteit fan de semiconductor junction / apparaat gefal en de saak / omjouwing; ie, it is nedich dat de printe circuit board en it pakket net warm up fuortendaliks.

Sjoch op dit circuit, de kontrôle sinjaal PGC kontrolearret oft V4.2 jout macht oan P_GPRS. Dit circuit, de boarne en drain terminals binne net ferbûn mei de omkearde, R110 en R113 bestean yn 'e sin dat R110 control gate hjoeddeistige is net te grut, R113 kontrôle de poarte fan' e normale, R113 pull-up nei heech, as fan PMOS , mar kin ek sjoen wurde as in pull-up op de kontrôle sinjaal, doe't de MCU ynterne pins en pull-up, dat is, de útfier fan de iepen-drain as de útfier is iepen-drain, en kin net ride de PMOS off, op dit stuit, is it nedich om eksterne spanning jûn pull-up, dus wjerstannen R113 spilet twa rollen. It sil in eksterne spanning nedich wêze om de pull-up te jaan, dus wjerstân R113 spilet twa rollen. r110 kin wêze lytser, oan 100 ohms kin ek.