1. Bevezetés

MOSFET jönnek négy különböző típusú. Ezek lehetnek fokozás vagy kimerülése módban, és ők lehetnek N-csatornás vagy p-csatornás. Mi csak az érdekli, n-csatornával kialakított MOSFET, és ezek lesznek az egyetlenek, akik beszéltek ezentúl. Vannak logikai szintű MOSFET és a normál MOSFET. Tudjuk használni mindkét típust.

A forrás terminál általában a negatív, és a lefolyó a pozitív (a neveket olvassa el a forrás és nyelő elektronok). A fenti ábra egy dióda kötve az MOSFET. Ez a dióda az úgynevezett "belső dióda", mert ez beépül a szilícium szerkezet a MOSFET. Ez annak a következménye, ahogyan teljesítmény MOSFET létre a rétegek a szilícium, és nagyon hasznos lehet. A legtöbb MOSFET architektúrák, ez eddig ugyanabban az áram a MOSFET is.

2. Kiválasztása MOSFET.

Annak vizsgálata, paramétereinek MOSFET, ez hasznos, hogy egy minta adatlap kézre. Kattints itt megnyitni egy adatlap a International Rectifier IRF3205, amelyet mi lesz utalva. Először is meg kell átmenni néhány kiugró paraméterek fogunk foglalkozni.

2.1. MOSFET paraméterek

Az ellenálláson R_{ds (on).}
Ez az ellenállás a forrás és nyelő terminálok, amikor a MOSFET be van kapcsolva teljesen kapcsolva.

Maximális leeresztő áram, I_{d (max).}
Ez a maximális áram, amely a MOSFET állhat halad a nyelő-forrás. Ez nagyban meghatározza a csomagot, és RDS (on).

Teljesítményelvezetés, P_d.
Ez a maximális terhelhetősége a MOSFET, amely nagymértékben függ a típusú csomag Ez az.

Lineáris leértékelési tényezővel.
Ennyi a maximális teljesítmény disszipáció paraméter felett csökkenteni kell egy ºC, a hőmérséklet fölé emelkedik 25ºC.

Lavina energia E_A
Ez mennyi energiát MOSFET ellenáll alatt lavina körülmények között. Avalanche akkor jelentkezik, amikor a maximális drain-to-forrás feszültséget túllépi, és a jelenlegi gyékény keresztül a MOSFET. Ez nem okoz maradandó károsodást, amíg az energia (Power x idő) a lavina nem haladja meg a maximumot.

Csúcsdióda helyreállítás, dv / dt
Ez milyen gyorsan a belső dióda mehet a kikapcsolt állapotban (fordított elfogult) az állami (vezető). Ez attól függ, hogy mennyi feszültség volt az egész, mielőtt bekapcsolta. Ezért az az idő, t = (fordított feszültség / csúcs dióda hasznosítás).

Deső-forrás megszakító feszültség, V_DSS.
Ez az a maximális feszültség, amely lehet helyezni re a nyelő-forrás, amikor a MOSFET ki van kapcsolva.

Hőellenállás, θ_jc.
További információk a termikus ellenállás, lásd a fejezet hűtőbordák.

Kapu küszöbfeszültség, V_{GS (th)}
Ez a minimális feszültség szükséges a kapu és forrás terminálok kapcsolja a MOSFET be. Ez több kell, mint ez, hogy kapcsolja be teljesen.

Előre mutató transzvezetés, g_fs
Mivel a kapu-forrás feszültség növekszik, ha a MOSFET csak most kezdik, hogy bekapcsolja, hogy meglehetősen lineáris kapcsolatát VGS és drain áram. Ez a paraméter csak (Id / VGS) ebben a lineáris szakasz.

Bemeneti kapacitás, C_iss
Ez a koncentrált kapacitást a kapu terminál és a forrás és nyelő terminálok. A kapacitás, hogy a lefolyó a legfontosabb.

Van egy részletesebb bevezetésével MOSFET az International Rectifier Acrobat (PDF) dokumentum Teljesítmény MOSFET alapjai. Ez magyarázza, hogy a paraméterek némelyike származik a MOSFET építéséből.

2.2. Így a választás

Energiát és hőt

Az erő, hogy a MOSFET kell megküzdeniük az egyik fő meghatározó tényező. A disszipált MOSFET a feszültség ez alkalommal a jelenlegi megy keresztül. Még akkor is, ha váltás nagy mennyiségű energiát, ezt kell viszonylag kicsi, mert vagy a feszültség nagyon kicsi (kapcsoló zárva van - MOSFET be van kapcsolva), vagy a jelenlegi megy keresztül ez nagyon kicsi (kapcsoló nyitott - MOSFET ki). A feszültség a MOSFET ha be van kapcsolva lesz az ellenállást a MOSFET, RDS (on) szer a jelenlegi megy alapos azt. Ez az ellenállás, RDSon, jó teljesítmény MOSFET kisebb lesz, mint 0.02 Ohm. Ezután a hálózati teljesítményt biztosít a MOSFET:

Egy áram 40 erősítők, RDSon a 0.02 Ohm, ez az erő 32 watt. Anélkül, hogy hűtőborda, a MOSFET éget el szétoszlott ez sok energiát. Kiválasztása hűtőborda tárgy önmagában, ezért van egy fejezetet szentelt meg: hűtőbordák.

Az on-rezisztencia nem az egyetlen oka a teljesítmény-disszipáció a MOSFET. Egy másik forrás akkor jelentkezik, amikor a MOSFET kapcsolási állapotok között. Egy rövid ideig, a MOSFET félig be és félig ki. Az előző példát számadatok a fenti, a jelenlegi lehet a fele érték, 20 amper, és a feszültség lehet a fele érték, 6 V egyidejűleg. Most a hálózati teljesítményt az 20 × 6 = 120 watt. Azonban a MOSFET csak elnyelő ez a rövid idő alatt, hogy a MOSFET kapcsolási állapotok között. Az átlagos teljesítmény disszipáció által okozott ez tehát sokkal kevesebb, és függ a relatív idő, hogy a MOSFET kapcsol, és nem kapcsolási. Az átlagos eloszlatást a következő egyenlet adja:

2.3. Példa:

Probléma A MOSFET be van kapcsolva a 20kHz, és úgy 1 mikroszekundum közötti váltáshoz államok (az off és off on). A tápfeszültség 12v és a jelenlegi 40 erősítők. Számítsuk ki az átlagos kapcsolási teljesítmény veszteség, feltételezve, hogy a feszültség és az áramerősség felénél értékek átállási időszak alatt.

Megoldás: Abban 20kHz van egy MOSFET kapcsoló előfordulása minden 25 ezredmásodperc (a kapcsoló minden 50 ezredmásodperc, és a kikapcsolás minden 50 ezredmásodperc). Ezért az arányt a kapcsolási idő, hogy a teljes idő 1 / 25 = 0.04. A teljesítmény disszipáció váltáskor van (12v / 2) x (40A / 2) = 120 watt. Ezért az átlagos kapcsolási veszteség 120W x 0.04 = 4.8 watt.

Bármilyen teljesítménydisszipáció feletti 1 Watt megköveteli, hogy a MOSFET van szerelve egy hűtőborda. Teljesítmény MOSFET jönnek a különböző csomagok, de általában van egy fém lap, amely mellé a hűtőborda, és használják elvezetik a hőt a MOSFET félvezető.

A teljesítmény kezelése a csomag felár nélkül hűtőborda nagyon kicsi. Egyes MOSFET, a fém fül csatlakozik belsőleg egyik MOSFET terminálok - általában a lefolyóba. Ez hátrány, mert azt jelenti, hogy nem fér több, mint egy MOSFET egy hűtőborda nélkül elektromosan szigetelő MOSFET csomagot a fém hűtőborda. Ezt meg lehet tenni, vékony csillám lemez között helyezkedik el a csomagot, és a hűtőborda. Néhány MOSFET van a csomag izolált terminálok, melyik a jobb. A nap végén a döntés valószínűleg alapja az ár azonban!

2.3.1. Drain áram

MOSFET általában hirdetett maximális drain áram. A reklám fülszöveg és a szolgáltatások listáját az előlapon az adatlapon lehet idézni egy folyamatos drain áram, Id, a 70 erősítők, és az impulzus drain áram 350 amper. Meg kell legyen nagyon óvatos ezek a számok. Ezek nem az általános átlagértékek, de a maximum a MOSFET viszi a lehető legjobb körülmények között. Már a kezdet kezdetén, azok általában idézett használatra egy csomag hőmérsékleten 25 ºC. Nagyon valószínűtlen, ha halad 70 amper, hogy az ügy továbbra is a 25ºC! Az adatlapon léteznie kell egy grafikon, hogyan ez a szám derates a hőmérséklet növekedésével.

A pulzáló drain áram mindig idézett mellett kapcsolási feltétel a kapcsolási idők nagyon kis írásban az az oldal alján! Ez lehet egy maximum impulzus szélessége pár száz ezredmásodperc, és a kitöltési tényező (százalékos BE-KI) csak 2%, ami nem túl praktikus. További információt az aktuális értékelés MOSFET, vessen egy pillantást a International Rectifier dokumentumot.

Ha nem talál egy MOSFET egy elég nagy maximális drain áram, akkor csatlakoztasson egynél több párhuzamosan. Lásd később arról, hogyan kell ezt csinálni.

2.3.2. Sebesség

Lesz a MOSFET egy kapcsolt módban ellenőrzik a sebességet a motorok. Ahogy korábban láttuk, a hosszabb, hogy a MOSFET van az állam, ahol ez sem nem, sem le, annál jobban fog oszlatni. Néhány MOSFET gyorsabb, mint a többiek. A legtöbb modern is könnyen fel elég gyorsan váltani a több tíz kHz, mivel ez szinte mindig, hogy hogyan használják őket. Oldalon 2 az adatlap, meg kell látni a paraméterek Turn-On Delay Time, felfutási idő, Turn Off Delay és lefutási idő. Ha ezeket mind összeadjuk, akkor megadja a körülbelüli minimális négyszögjel időszakra lehetne használni kell kapcsolni a MOSFET: 229ns. Ez egy gyakorisága 4.3MHz. Megjegyezzük, hogy ez nagyon forró, mert bár ez töltenek sok időt az a átkapcsolás állam.

3. A tervezési példa

Ahhoz, hogy néhány ötlet, hogyan kell használni a paramétereket, és a grafikonok az adatlapon, akkor menjen át a tervezési példa:
Probléma: A teljes híd fordulatszám szabályozó áramkör ellenőrzésére tervezett egy 12v motor. A kapcsolási frekvencia felett kell lennie hallható határ (20kHz). A motor egy teljes ellenállása 0.12 Ohm. Válassza ki a megfelelő MOSFET a híd áramkör, ésszerű áron határt, és azt sugallják, minden heatsinking, ami szükséges lehet. A környezeti hőmérséklet feltételezzük, hogy 25ºC.

Megoldás: Lehetővé teszi, hogy egy pillantást a IRF3205 és nézd meg, hogy megfelelő-e. Először a leeresztő jelenlegi követelmény. Abban istálló, a motor veszi 12v / 0.12 Ohm = 100 amper. Mi lesz az első, hogy egy kitalálni találkozásánál hőmérsékleten, 125ºC Meg kell találnunk azokat a maximális drain áram van 125ºC először. Az ábra grafikonja 9 azt mutatja, hogy a 125ºC maximális drain áram kb 65 amper. Ezért 2 IRF3205s párhuzamosan kell lennie arra, ebben a tekintetben.

Mekkora lesz a két párhuzamos MOSFET kell szétoszlott? Kezdjük a teljesítmény veszteség, míg BE és a motor leállt, vagy csak most kezdik. Ez az áram négyzetes alkalommal az ON-ellenállás. Mi az RDS (on) a 125ºC? Ábra 4 azt mutatja, hogy ez a csökkentett teljesítményű annak első oldalas értéke 0.008 Ohm tényezővel körülbelül 1.6. Ezért azt feltételezzük, RDS (on) lesz 0.008 x 1.6 = 0.0128. Ezért PD = 50 x 50 x 0.0128 = 32 watt. Mennyi az idő a motor lehet akár elakadt vagy kezdő? Ez lehetetlen megmondani, így lesz kitalálni. 20% -át az idő meglehetősen konzervatív ábra - akkor valószínű, hogy egy sokkal kevesebb. Mivel a teljesítmény okoz hőt, és a hővezetés elég lassú folyamat, a hatás a teljesítmény disszipáció hajlamos arra, hogy átlagosan ki, mint elég hosszú időn, a régióban a másodperc. Ezért tudunk csökkentse a készülék teljesítményigény az idézett 20%, hogy megkapják az átlagos teljesítmény disszipáció 32W x 20% = 6.4W.

Most hozzá kell adnia a hálózati teljesítményt miatt váltás. Ez az eset során a felfutási és lefutási idejét, amely idézi a Elektromos jellemzők asztalnál 100ns és 70ns volt. Feltételezve, hogy a MOSFET meghajtó is a kínálat elég áram a követelmények teljesítéséhez ezek a számok (kapu hajtóforrással ellenállása 2.5 Ohm = impulzus kimenet áramát 12v / 2.5 Ohm = 4.8 amper), majd az arány a kapcsolási idő, hogy egyensúlyi állapot ideje 170ns * 20kHz = 3.4mW ami elhanyagolható. Ezek az on-off időzítések egy kicsit durva azonban további információkért on-off-szer, lásd itt.

Most mi a kapcsolási követelményeket? A MOSFET meghajtó hajó használjuk lesz megbirkózni a legtöbb ilyen, de érdemes megnézni. A turn-on feszültség, VGS (th), a grafikonok ábra 3 alig több mint 5 Volt. Azt már láttuk, hogy a vezető legyen képes lesz, hogy 4.8 erősítők egy nagyon rövid idő alatt.

Most mi van a hűtőborda. Érdemes elolvasni a fejezetet hűtőbordák előtt ezt a részt. Meg akarjuk tartani a hőmérsékletet a félvezető átmenet alatti 125ºC, és azt mondták, hogy a környezeti hőmérséklet 25ºC. Ezért egy MOSFET szétoszlott 6.4W átlagosan a teljes termikus ellenállása kisebb legyen, mint (125 - 25) / 6.4 = 15.6 ºC / W. A termikus ellenállása csomópont esetében teszi ki 0.75 ºC / W e, tipikus esete a hűtőborda értékeket (a hővezető paszta) vannak 0.2 ºC / W, ami hagy 15.6 - 0.75 - 0.2 = 14.7 ºC / W a hűtőborda is. Hűtőbordák E θjc érték meglehetősen kicsi, és olcsó. Megjegyezzük, hogy ugyanaz a hűtőborda lehet használni mind a MOSFET-ek balra vagy jobbra a terhelés a H- híd, mivel ez a két MOSFET soha mind ugyanabban az időben, és így soha nem egyaránt szétoszlott teljesítmény ugyanakkor. Az esetek ezek elektromosan le legyen de. Lásd a hűtőbordák oldalon további információt a szükséges elektromos szigetelés.

4. MOSFET illesztőprogramok

Viszont egy teljesítmény MOSFET be, a kapu terminál kell állítani a feszültséget legalább 10 volts nagyobb, mint a forrás terminál (kb 4 voltot logikai szinten MOSFET). Ez kényelmesen felett VGS (th) paraméter.

Egyik jellemzője teljesítmény MOSFET, hogy van egy nagy szórt kapacitás a kapu és a más terminálok, Ciss. A hatás az, hogy amikor az impulzus a kapu terminál megérkezik, akkor először fel kell töltenie ezt a kapacitást, mielőtt a kapu feszültség eléri a 10 V szükséges. A kapu terminál ezután hatékonyan nem veszi áram. Ezért az áramkört, ami hajtja a kapu terminál legyen képes ellátni ésszerű áram, így a szórt kapacitás lehet tölteni akár a lehető leggyorsabban. A legjobb módja ennek az, hogy egy dedikált MOSFET meghajtó chip.

Van egy csomó MOSFET meghajtó zsetonok különböző cégek. Néhány jelennek linkekkel adatlapokon az alábbi táblázatban. Egyes szolgáltatások MOSFET forrás terminál földelni kell (az alsó 2 MOSFET egy teljes hidat, vagy csak egy egyszerű kapcsoló áramkör). Néhány vezetheti a MOSFET a forrás magasabb feszültséget. Ezek egy on-chip-töltő szivattyú, ami azt jelenti, hogy létre tudja hozni a 22 voltot kell kapcsolni a felső MOSFET egy teljes brifge on. A TDA340 még ellenőrzi a swicthing sorrend az Ön számára. Néhány kínálat mint 6 amper áram, mint egy nagyon rövid impulzus, hogy töltse fel a szórt kapacitás kapu.

További információk a MOSFET és hogyan kell vezetni őket, International Rectifier egy sor műszaki papírok azok HEXFET tartományban van.

Gyakran látni fogja a kis értékű ellenállás közötti MOSFET meghajtó és a MOSFET gate terminál. Ez visszafogja le minden cseng rezgés okozta ólom induktivitás és kapacitás kapu, ami egyébként meghaladja a maximális feszültség engedélyezett a kapu terminál. Azt is lassítja a sebességet, amellyel a MOSFET be- és kikapcsol. Ez akkor lehet hasznos, ha a belső diódák a MOSFET ne kapcsolja be elég gyorsan. További részletek az e megtalálható az International Rectifier műszaki dokumentumokat.

5. párhuzamosítás MOSFET

MOSFET lehet helyezni egymással párhuzamosan, hogy a jelenlegi kezelési képesség. Egyszerűen csatlakozzon a kapu, forrás és nyelő pólusainak. Bármennyi MOSFET párhuzamba állítható fel, de fontos, hogy a kapu kapacitása összeadódik, ahogy párhuzamosan több MOSFET, és végül a MOSFET meghajtó nem lesz képes vezetni őket. Fontos tudni, hogy nem Parellel bipoláris tranzisztorok, mint ez. Ennek okát tárgyalja a műszaki papír itt.

Előző:Mi az a MOSFET, mit néz ez ki, és hogyan működik?

Következő:FMUSER X01 FM Transmitter hozza Rádió háború sújtotta területeken

Hagyjon üzenetet

Üzenetlista

Hozzászólások Loading ...

termékek kategória

termékek Címkék

Fmuser Sites

Mik azok a MOSFET és MOSFET illesztőprogramok?

Hagyjon üzenetet

Üzenetlista