Kapacita brány, odpor a ďalšie parametre MOSFETov

I. Kapacita brány

Kapacita brány zahŕňa hlavne vstupnú kapacitu (Ciss), výstupnú kapacitu (Coss) a kapacitu spätného prenosu (Crss, tiež známu ako Millerova kapacita).

 

Vstupná kapacita (Ciss):

 

DEFINÍCIA: Vstupná kapacita je celková kapacita medzi hradlom a zdrojom a kolektorom a skladá sa z kapacity zdroja hradla (Cgs) a kapacity odvodu hradla (Cgd) zapojených paralelne, tj Ciss = Cgs + Cgd.

 

Funkcia: Vstupná kapacita ovplyvňuje rýchlosť spínania MOSFET. Keď je vstupná kapacita nabitá na prahové napätie, zariadenie možno zapnúť; vybité na určitú hodnotu, je možné prístroj vypnúť. Preto riadiaci obvod a Ciss majú priamy vplyv na oneskorenie zapnutia a vypnutia zariadenia.

 

Výstupná kapacita (Coss):

Definícia: Výstupná kapacita je celková kapacita medzi kolektorom a zdrojom a pozostáva z kapacity kolektora-zdroja (Cds) a kapacity hradla-odvodu (Cgd) paralelne, tj Coss = Cds + Cgd.

 

Úloha: V aplikáciách s mäkkým spínaním je Coss veľmi dôležitý, pretože môže spôsobiť rezonanciu v obvode.

 

Kapacita spätného prevodu (Crss):

Definícia: Kapacita spätného prenosu je ekvivalentná kapacite zberača brány (Cgd) a často sa označuje ako Millerova kapacita.

 

Úloha: Kapacita spätného prenosu je dôležitým parametrom pre časy nábehu a poklesu spínača a ovplyvňuje aj čas oneskorenia vypnutia. Hodnota kapacity klesá so zvyšujúcim sa napätím odtokového zdroja.

II. On-odpor (Rds(on))

 

Definícia: Odpor zapnutia je odpor medzi zdrojom a odberom MOSFET v zapnutom stave za špecifických podmienok (napr. špecifický zvodový prúd, napätie hradla a teplota).

 

Ovplyvňujúce faktory: Odpor zapnutia nie je pevná hodnota, ovplyvňuje ho teplota, čím vyššia teplota, tým väčšie Rds(on). Okrem toho, čím vyššie je výdržné napätie, tým hrubšia je vnútorná štruktúra MOSFET, tým vyšší je zodpovedajúci odpor.

 

 

Dôležitosť: Pri návrhu spínaného zdroja alebo obvodu budiča je potrebné uvažovať so zapnutým odporom MOSFETu, pretože prúd pretekajúci cez MOSFET spotrebuje energiu na tento odpor a táto časť spotrebovanej energie sa nazýva zapnutá. strata odporu. Výber MOSFET s nízkym odporom môže znížiť stratu odporu.

 

Po tretie, ďalšie dôležité parametre

Okrem kapacity brány a odporu pri zapnutí má MOSFET niektoré ďalšie dôležité parametre, ako napríklad:

V(BR)DSS (prerušovacie napätie zdroja odtoku):Napätie zdroja zvodu, pri ktorom prúd pretekajúci zvodom dosiahne špecifickú hodnotu pri špecifickej teplote a so skratovaným zdrojom hradla. Nad touto hodnotou môže dôjsť k poškodeniu trubice.

 

VGS(th) (prahové napätie):Napätie hradla potrebné na to, aby sa medzi zdrojom a odtokom začal vytvárať vodivý kanál. Pre štandardné N-kanálové MOSFETy je VT približne 3 až 6 V.

 

ID (maximálny trvalý odtokový prúd):Maximálny trvalý jednosmerný prúd, ktorý môže čip povoliť pri maximálnej menovitej teplote prechodu.

 

IDM (maximálny impulzný odtokový prúd):Odráža úroveň impulzného prúdu, ktorý zariadenie dokáže zvládnuť, pričom impulzný prúd je oveľa vyšší ako trvalý jednosmerný prúd.

 

PD (maximálny stratový výkon):zariadenie dokáže rozptýliť maximálnu spotrebu energie.

 

Stručne povedané, kapacita hradla, odpor a ďalšie parametre MOSFET sú rozhodujúce pre jeho výkon a aplikáciu a je potrebné ich vybrať a navrhnúť podľa konkrétnych aplikačných scenárov a požiadaviek.