1. Introduzzjoni

MOSFETs jaqgħu f'erba 'tipi differenti. Huma jistgħu jkunu titjib jew mod tbattil, u dawn jistgħu jkunu n-kanal jew p-kanal. Aħna huma interessati biss fl-n-kanal MOSFETs modalità titjib, u dawn se jkunu l-uniċi tkellem dwar minn issa 'l quddiem. Hemm ukoll MOSFETs-livell loġika u MOSFETs normali. Nistgħu jużaw jew tip.

It-terminal sors huwa normalment negattiva waħda, u l-fossa hija dik pożittiva (l-ismijiet jirreferu għall-sors u telf ta 'elettroni). Id-dijagramma ta 'hawn fuq turi dajowd konnessi madwar l MOSFET. Din il diode huwa msejjaħ il- "dajowd intrinsika", għaliex din hija mibnija fl-istruttura tas-silikon tal-MOSFET. Huwa hija konsegwenza tal-mod kif MOSFETs qawwa huma maħluqa fis-saffi ta 'silikon, u jistgħu jkunu utli ħafna. Fil arkitetturi MOSFET aktar, dan huwa stmat li fl-istess kurrenti kif l MOSFET innifsu.

2. Choosing a MOSFET.

Biex jeżaminaw il-parametri ta 'MOSFETs, huwa utli li jkun kampjun datasheet għall-idejn. ikklikkja hawn li tiftaħ datasheet għall-rectifier IRF3205 Internazzjonali, li se nkunu jirreferu għall. L-ewwel irridu jgħaddu xi wħud mill-parametri ewlenin li se nkunu jittrattaw.

2.1. MOSFET Parametri

Dwar ir-reżistenza, R_{ds (fuq).}
Dan huwa l-reżistenza bejn it-terminali tas-sors u drain meta l MOSFET hija mixgħula kompletament fuq.

Kurrent massimu tad-drenaġġ, I_{d (MAx).}
Dan huwa l-kurrent massimu li l MOSFET tistax toqgħod jgħaddi minn drain għall-sors. Hija ddeterminata ħafna mill-pakkett u RDS (fuq).

Dissipazzjoni tal-enerġija, P_d.
Dan huwa l-maniġġar ta 'enerġija kapaċità massima ta' l-MOSFET, li tiddependi ħafna fuq it-tip ta 'pakkett huwa fl.

Fattur saret l-iżvalutazzjoni lineari.
Dan huwa kemm l-parametru massimu dissipazzjoni ta 'enerġija ta' hawn fuq għandhom jitnaqqsu bil kull ° C, it-temperatura jitla 'aktar 25ºC.

Enerġija tal-valanga E_A
Dan huwa kemm l-enerġija l-MOSFET jista 'jiflaħ taħt kondizzjonijiet valanga. Valanga iseħħ meta l-vultaġġ massimu fossa to-sors jinqabeż, u kurrenti ġummar permezz tal-MOSFET. Dan ma jikkawża ħsara permanenti sakemm l-enerġija (x żmien enerġija) fil-valanga ma taqbiżx il-massimu.

Irkupru tal-quċċata tad-dijodu, dv / dt
Dan huwa kif fast l dajowd intrinsika tista 'tmur mill-istat barra (reverse preġudikata) għall-verifika fuq l-istat (twettiq). Hija tiddependi fuq kemm vultaġġ kemm kien madwar lilu qabel ma mixgħula. Għalhekk il-ħin meħud, t = (reverse vultaġġ / peak irkupru dajowd).

DVultaġġ tat-Tqassim tax-xita għas-Sors, V_DSS.
Dan huwa l-vultaġġ massimu li jista 'jitqiegħed mis drain għall-sors meta l MOSFET huwa mitfi.

Reżistenza termali, θ_jc.
Għal aktar tagħrif dwar ir-reżistenza termali, ara l-kapitolu dwar heatsinks.

Vultaġġ tal-Limitu tal-Bieb, V_{GS (th)}
Dan huwa l-vultaġġ minimu meħtieġ bejn it-terminali gate u sors biex inbiddlu l-MOSFET fuq. Hija se jkollhom bżonn aktar minn dan li jduru għal kollox fuq.

Transkonduttanza 'l quddiem, g_fs
Peress li l-vultaġġ gate-sors tiżdied, meta l MOSFET huwa biss jibdew jduru fuq, hija għandha relazzjoni pjuttost lineari bejn VGS u drain attwali. Dan il-parametru huwa sempliċement (ID / VGS) f'din it-taqsima lineari.

Kapaċità tal-input, C_iss
Dan huwa l-kapaċitanza lumped bejn it-terminal bieb u t-terminali tas-sors u drain. Il capacitance għall-fossa hija l-aktar importanti.

Hemm introduzzjoni aktar dettaljat lill MOSFETs fil-(PDF) Dokument Internazzjonali rectifier Acrobat Basics Power MOSFET. Dan jispjega minn xi wħud mill-parametri ġejjin mill-kostruzzjoni tal-MOSFET.

2.2. Nagħmlu l-għażla

Power u s-sħana

Il-qawwa li l-MOSFET se jridu jħabbtu wiċċhom ma 'huwa wieħed mill-fatturi ewlenin li jiddeċiedu. Il enerġija li tinħela minn MOSFET huwa l-vultaġġ madwar dan darbiet il-kurrent għaddej minn ġo fih. Anki jekk huwa switching ammonti kbar ta 'enerġija, dan għandu jkun pjuttost żgħir għaliex jew il-vultaġġ madwar dan huwa żgħir ħafna (swiċċ huwa magħluq - MOSFET hija fuq), jew il-kurrent għaddej minn ġo fih huwa żgħir ħafna (switch hu miftuħ - MOSFET huwa off). Il-vultaġġ madwar l-MOSFET meta huwa fuq se tkun ir-reżistenza tal-MOSFET, RDS (fuq) darbiet il-kurrent għaddej bir-reqqa dan. Din ir-reżistenza, RDSon, għall MOSFETs enerġija tajba se jkun inqas minn 0.02 Ohms. Imbagħad il--enerġija li tinħela fil-MOSFET hija:

Għal kurrent ta '40 Amps, RDSon ta 0.02 Ohms, din is-setgħa huwa 32 watts. Mingħajr heatsink, il MOSFET se burn out dissipazzjoni dan il-poter ħafna. Choosing a heatsink huwa suġġett fiha nnifisha, li hija għaliex hemm kapitolu iddedikat lilha: heatsinks.

Il-verifiki fuq reżistenza mhuwiex l-unika kawża ta 'dissipazzjoni ta' enerġija fil-MOSFET. Sors ieħor iseħħ meta l MOSFET qiegħda taqleb bejn l-istati. Għal perjodu qasir ta 'żmien, l-MOSFET hija nofs fuq u nofs off. Jużaw l-istess figuri eżempju bħal hawn fuq, il-kurrent jista 'jkun fuq nofs il-valur, 20 Amps, u l-vultaġġ jista' jkun fuq nofs il-valur, 6 Volts fl-istess ħin. Issa l-enerġija li tinħela huwa 20 × 6 = 120 Watts. Madankollu, il-MOSFET huwa biss dissipazzjoni dan għall-perjodu qasir ta 'żmien li l-MOSFET qiegħda taqleb bejn l-istati. Il dissipazzjoni ta 'enerġija medja kkawżata minn dan huwa għalhekk ħafna inqas, u jiddependi fuq il-ħinijiet relattivi li l MOSFET qed jaqilbu u mhux switching. Il dissipazzjoni medja hija mogħtija bl-ekwazzjoni:

2.3. eżempju:

Problema A MOSFET hu mixgħul fil 20kHz, u jieħu mikrosekonda 1 biex jaqilbu bejn l-Istati (biex off u off għall fuq). Il-vultaġġ tal-provvista hija 12v u l 40 f'Amperes attwali. Ikkalkula t-telf medju enerġija li tinxtegħel, li jassumi l-vultaġġ u l-kurrent huma fil-valuri nofs matul il-perjodu qlib.

soluzzjoni: Fil 20kHz, hemm MOSFET switching okkorrenza kull 25 mikrosekondi (swiċċ fuq kull 50 mikrosekondi, u jitfi kull 50 mikrosekondi). Għalhekk, il-proporzjon ta 'qlib żmien għal żmien total huwa 1 / 25 = 0.04. Il dissipazzjoni ta 'enerġija meta jaqilbu huwa (12v / 2) x (40A / 2) = 120 Watts. Għalhekk it-telf medju bdil huwa 120W x 0.04 = 4.8 Watts.

Kull dissipazzjoni ta 'enerġija ta' hawn fuq dwar 1 Watt teħtieġ li l MOSFET huwa mmuntat fuq heatsink. MOSFETs Power jidħlu f'varjetà ta 'pakketti, iżda normalment ikollhom tab tal-metall li jitqiegħed kontra l-heatsink, u huwa użat biex twettaq sħana bogħod mill-semikondutturi MOSFET.

L-immaniġġjar qawwa tal-pakkett mingħajr heatsink żejjed huwa żgħir ħafna. Fuq xi MOSFETs, il-tab metall huwa konness internament lil wieħed mill-terminali MOSFETS - normalment l-fossa. Dan huwa ta 'żvantaġġ bħal dan ifisser li inti ma jistgħux jitwaħħlu MOSFET aktar minn wieħed lil heatsink mingħajr elettrikament iżolament tal-pakkett MOSFET mill-heatsink metall. Dan jista 'jsir ma' folji majka rqaq mqiegħda bejn il-pakkett u l-heatsink. Xi MOSFETs għandhom il-pakkett iżolati mill-terminals, li huwa aħjar. Fl-aħħar tal-ġurnata deċiżjoni tiegħek huwa probabbli li jkun ibbażat fil-prezz, madankollu!

2.3.1. Ixxotta kurrenti

MOSFETs huma ġeneralment reklamati minn drejn kurrent massimu tagħhom. Il blurb reklamar, u l-lista l-karatteristiċi fuq il-faċċata tal-karta ta 'informazzjoni jista jikkwotaw fossa kurrenti kontinwu, Id, ta Amps 70, u drain pulsazzjonijiet kurrent ta Amps 350. Inti trid tkun attenta ħafna ma 'dawn il-figuri. Dawn mhumiex l-valuri medji ġenerali, iżda l-massimu tal-MOSFET ser twettaq taħt l-aħjar ċirkostanzi possibli. Għall-bidu, huma normalment kkwotati għall-użu f'temperatura pakkett ta '25 ºC. Huwa improbabbli ħafna meta inti tgħaddi 70 Amps li l-każ xorta se jkun fil 25ºC! Fil-karta ta 'informazzjoni għandu jkun hemm graff ta' kif din il-figura derates bit-temperatura tiżdied.

-Fossa attwali pulsazzjonijiet huwa dejjem ikkwotat taħt jaqilbu kondizzjonijiet mal-ħinijiet swiċċjar-miktub żgħira ħafna fil-qiegħ tal-paġna! Dan jista 'jkun b'wisa polz massimu ta' ftit mijiet mikrosekondi, u ċiklu ta 'ħidma (persentaġġ tal-ħin fuq OFF) tal% biss 2, li mhuwiex prattiku ħafna. Għal aktar informazzjoni dwar il-klassifikazzjonijiet attwali ta 'MOSFETs, agħti ħarsa lejn dan id-dokument Internazzjonali rectifier.

Jekk inti ma tistax issib MOSFET waħda ma 'għoli biżżejjed fossa kurrent massimu, allura inti tista' tqabbad aktar minn wieħed b'mod parallel. Ara aktar tard għall-informazzjoni dwar kif għandek tagħmel dan.

2.3.2. veloċità

Inti se tkun qed tuża l-MOSFET fil-modalità qalbu biex jikkontrollaw il-veloċità ta 'l-muturi. Kif rajna qabel, l-aktar li l-MOSFET huwa fl-istat fejn hija la fuq u lanqas barra, l-aktar l-enerġija li se tinħela. Xi MOSFETs huma aktar malajr minn oħrajn. Ħafna dawk moderni se faċilment tkun mgħaġġla biżżejjed biex jaqilbu fuq bosta għexieren ta 'kHz, peress li dan huwa kważi dejjem kif dawn huma użati. Fuq 2 paġna tal-karta ta 'informazzjoni, inti għandek tara l-parametri Turn On Ħin tad-Dewmien, tfaċċar Ħin, Turn Off Ħin tad-Dewmien u Fall Ħin. Jekk dawn huma kollha miżjuda up, se jagħtik l-perjodu approssimattiva minimu kwadru mewġa li jistgħu jintużaw biex jaqilbu din il MOSFET: 229ns. Dan jirrappreżenta frekwenza ta '4.3MHz. Innota li hija kienet ser tikseb sħun ħafna għalkemm minħabba li jqattgħu ħafna ħin fil-qlib fuq l-istat.

3. Eżempju disinn

Biex tikseb xi idea ta 'kif jintużaw il-parametri u l-graffs fit-datasheet, aħna se jmorru permezz ta' eżempju tad-disinn:
Problema: A sħiħa pont ċirkwit kontrollur veloċità hija mfassla biex tikkontrolla mutur 12v. Il-frekwenza swiċċjar għandu jkun ogħla mil-limitu li jista 'jinstema (20kHz). Il-mutur għandha reżistenza total ta 0.12 Ohms. Agħżel MOSFETs adattati għall-ċirkwit pont, f'limitu ta 'prezz raġonevoli, u jissuġġerixxi kull heatsinking li tista' tkun meħtieġa. It-temperatura ambjentali jitqies li hu 25ºC.

soluzzjoni: Tikri jkollhom ħarsa lejn l-IRF3205 u ara jekk huwa adattat. L-ewwel il-fossa rekwiżit kurrenti. Fil stall, il-mutur għandu jieħu 12v / 0.12 Ohms = 100 Amps. Aħna l-ewwel se tagħmel raden fit-temperatura junction, fil 125ºC Irridu issib dak l fossa kurrent massimu huwa fil 125ºC ewwel. Il-graff ta 'figura 9 turina li fil 125ºC,-fossa kurrent massimu huwa ta' madwar 65 Amps. Għalhekk IRF2s 3205 b'mod parallel għandu jkun kapaċi f'dan ir-rigward.

Kemm l-enerġija ser iż-żewġ MOSFETs paralleli jiġi dissipazzjoni? Tikri tibda bil-dissipazzjoni ta 'enerġija waqt li fuq u l-mutur waqaf, jew biss jibdew. Dan huwa l-ħinijiet kwadrati attwali tal--reżistenza fuq. X'inhi RDS (fuq) fil 125ºC? Figura 4 turi kif dan żvalutata mill-valur front-paġna tagħha tal 0.008 Ohms, b'fattur ta 'madwar 1.6. Għalhekk, aħna nassumu RDS (fuq) se jkun 0.008 x 1.6 = 0.0128. Għalhekk PD = 50 x 50 x 0.0128 = 32 Watts. Kemm mill-ħin se-mutur jkun jew waqfu jew jibdew? Dan huwa impossibbli li wieħed jgħid, hekk aħna se jkollhom raden. 20% tal-ħin huwa pjuttost figura konservattiva - huwa probabbli li jkun hemm ħafna inqas. Peress li l-qawwa kawżi sħana, u l-konduzzjoni tas-sħana huwa pjuttost proċess bil-mod, l-effett ta 'dissipazzjoni ta' enerġija tendenza li tikseb medja matul perjodi ta 'żmien pjuttost twil, fir-reġjun ta' sekonda. Għalhekk nistgħu derate l ħtieġa ta 'enerġija bl-kwotat 20%, biex tasal għal dissipazzjoni medja ta 32W x 20% = 6.4W enerġija.

Issa rridu żid l-enerġija li tinħela minħabba bidla. Dan se jseħħ matul il-lok u jaqgħu ħinijiet, li huma kkwotati fl-iskeda Karatteristiċi elettriċi kif 100ns u 70ns rispettivament. Jekk wieħed jassumi is-sewwieq MOSFET jistgħu jfornu kurrent biżżejjed biex jissodisfaw ir-rekwiżiti ta 'dawn iċ-ċifri (gate sors sewqan reżistenza tal 2.5 Ohms = impuls tal-ħruġ sewqan kurrenti ta' 12v / 2.5 Ohms = 4.8 Amps), allura l-proporzjon ta switching ħin biex stabbli state ħin huwa 170ns * 20kHz = 3.4mW li hija negligable. Dawn il-ħinijiet li jixegħlu u jitfu huma daqsxejn mhux raffinat madankollu, għal aktar informazzjoni dwar jixegħlu u jitfu ħinijiet, ara hawn.

Issa liema huma l-ħtiġiet jaqilbu? Il-vapur sewwieq MOSFET nużaw se tlaħħaq mal-maġġoranza ta 'dawn, iżda l-iċċekkjar valur tiegħu. Il-dawran fuq vultaġġ, VGS (th), mill-graffs ta Figura 3 huwa ftit aktar minn 5 Volts. Diġà rajna li s-sewwieq għandu jkun kapaċi sors 4.8 Amps għal perjodu qasir ħafna ta 'żmien.

Issa dak dwar il-heatsink. Inti tista 'tixtieq li taqra l-kapitolu dwar heatsinks qabel din it-taqsima. Aħna rridu li tinżamm it-temperatura għall-junction semikondutturi hawn taħt 125ºC, u aħna qallek li t-temperatura ambjentali tkun 25ºC. Għalhekk, bil-MOSFET dissipazzjoni 6.4W fuq medja, ir-reżistenza termali totali għandu jkun anqas minn (125 - 25) / 6.4 = 15.6 ° C / W. Ir-reżistenza termali mill junction għall-każ ipattu għall 0.75 oC / W ta 'dan, il-każ tipiku għal valuri heatsink (bl-użu kompost termali) huma 0.2 oC / W, li jħalli 15.6 - 0.75 - 0.2 = 14.7 ° C / W għall-heatsink innifsu. Heatsinks ta dan il-valur θjc huma pjuttost żgħar u rħas. Innota li l-istess heatsink jistgħu jintużaw kemm għal MOSFETs lejn ix-xellug jew lejn il-lemin tat-tagħbija fil-pont H, peress li dawn iż-żewġ MOSFETs huma qatt kemm fl-istess ħin, u għalhekk tista 'qatt tnejn jiġu dissipazzjoni ta' enerġija fil -istess ħin. Il-każijiet ta 'minnhom għandhom ikunu iżolati elettrikament madankollu. Ara l-paġna heatsinks għal aktar informazzjoni dwar l-iżolament elettriku meħtieġ.

4. sewwieqa MOSFET

Li jagħlqu MOSFET qawwa fuq, it-terminal bieb għandu jkun issettjat għal vultaġġ tal-anqas 10 volts ikbar mill-terminal sors (madwar 4 volt għal MOSFETs livell loġika). Dan huwa komdu fuq mill-VGS (th) parametru.

Karatteristika waħda mill MOSFETs enerġija huwa li dawn ikollhom capacitance stray kbira bejn il-bieb u l-terminals oħra, Ciss. L-effett ta 'dan huwa li meta l-polz għall-terminal gate tasal, għandu l-ewwel ħlas din il capacitance up qabel il-vultaġġ bieb tista' tilħaq l-volt 10 meħtieġa. It-terminal bieb imbagħad effettivament ma tieħu kurrenti. Għalhekk il-ċirkwit li ssuq il-terminal bieb għandu jkun kapaċi li tforni kurrent raġonevoli sabiex il-kapaċitanza stray jistgħu jiġu ċċarġjati sal-aktar fis possibbli. L-aħjar mod biex isir dan huwa li tuża dedikat ċippa sewwieq MOSFET.

Hemm ħafna ta 'ċipep sewwieq MOSFET disponibbli minn diversi kumpaniji. Xi wħud huma murija b'rabtiet mal-iskedi tekniċi fit-tabella ta 'hawn taħt. Xi jeħtieġu l terminali sors MOSFET li jissejsu fuq (għall-MOSFETs 2 aktar baxxi b'mod pont sħiħ jew sempliċiment ċirkwit swiċċjar sempliċi). Xi tista 'ssuq MOSFET mal-sors f'vultaġġ ogħla. Dawn għandhom pompa fuq chip ħlas, li jfisser li jistgħu jiġġeneraw il-volt 22 meħtieġa biex inbiddlu l-MOSFET ta 'fuq fil-brifge sħiħ dwar. Il TDA340 anki jikkontrolla s-sekwenza swicthing għalik. Xi wħud jistgħu jfornu kemm 6 Amps kurrenti bħala impuls qasir ħafna ħlas sa l-kapaċitanza bieb stray.

Għal aktar informazzjoni dwar MOSFETs u kif isuq lilhom, Internazzjonali rectifier għandha sett ta 'karti tekniċi fuq il-firxa HEXFET tagħhom hawn.

Spiss se tara resister valur baxx bejn is-sewwieq MOSFET u t-terminal bieb MOSFET. Dan biex jittaffa 'l isfel xi oxxillazzjonijiet tisfir kkawżati mill-ċomb inductance u xatba kapaċitanza li inkella jistgħu jaqbżu l-vultaġġ massimu permess fuq it-terminal bieb. Hija wkoll imewwet-rata li biha l MOSFET dawriet u jintfew. Dan jista 'jkun utli jekk il-diodes intrinsiċi fil-MOSFET ma jduru fuq mgħaġġel biżżejjed. Aktar dettalji ta 'din tista' tinstab fid-dokumenti tekniċi Internazzjonali rectifier.

5. MOSFETs paralleling

MOSFETs jistgħu jitqiegħdu flimkien biex itejbu l-kapaċità immaniġġjar kurrenti. Sempliċiment jissieħbu fl-Bieb, Sors u terminals Ixxotta flimkien. Kull numru ta 'MOSFETs jista' jiġi parallel sa, iżda jinnota li l-kapaċitanza bieb tammonta kif inti paralleli aktar MOSFETs, u eventwalment l-sewwieq MOSFET mhux se tkun kapaċi li ssuq lilhom. Innota li inti ma tistax parellel transisters bipolari bħal dan. Ir-raġunijiet wara dan ġew diskussi fil-karta tekniku hawn.

prev:X'inhu MOSFET, dak ma look like, u kif jaħdem?

Li jmiss:FMUSER X01 FM trasmettitur Jagħmel Radju għal Żoni Gwerra-Tiċrit

Ħalli messaġġ

Lista messaġġ

Kummenti Loading ...