MOSFETy v malom balení

Keď je MOSFET pripojený na zbernicu a uzemnenie záťaže, použije sa vysokonapäťový bočný spínač. Často P-kanálMOSFETysa používajú v tejto topológii, opäť pre úvahy o napäťovom pohone. Určenie aktuálneho hodnotenia Druhým krokom je výber aktuálneho hodnotenia MOSFET. V závislosti od štruktúry obvodu by toto prúdové hodnotenie malo byť maximálnym prúdom, ktorý záťaž vydrží za každých okolností.

Podobne ako v prípade napätia musí projektant zabezpečiť, aby sa vybralMOSFETmôže vydržať toto prúdové hodnotenie, aj keď systém generuje špičkové prúdy. Dva aktuálne zvažované prípady sú kontinuálny režim a pulzné špičky. Na tento parameter sa odvoláva DATASHEET FDN304P, kde je MOSFET v ustálenom stave v režime nepretržitého vedenia, keď cez zariadenie nepretržite preteká prúd.

K impulzným špičkám dochádza vtedy, keď dôjde k veľkému nárazu (alebo špičke) prúdu pretekajúceho zariadením. Po určení maximálneho prúdu za týchto podmienok je jednoducho otázkou priameho výberu zariadenia, ktoré tento maximálny prúd vydrží.

Po výbere menovitého prúdu je potrebné vypočítať aj stratu vedenia. V praxi nie sú MOSFETy ideálne zariadenia, pretože počas vodivého procesu dochádza k strate výkonu, čo sa nazýva strata vedenia.

MOSFET funguje ako premenlivý odpor, keď je "zapnutý", ako je určené RDS(ON) zariadenia a výrazne sa mení s teplotou. Stratový výkon zariadenia možno vypočítať z Iload2 x RDS(ON), a keďže odpor pri zapnutí sa mení s teplotou, strata výkonu sa mení proporcionálne. Čím vyššie je napätie VGS aplikované na MOSFET, tým menšie bude RDS(ON); naopak, čím vyššia bude RDS(ON). Pre dizajnéra systému to je miesto, kde prichádzajú do hry kompromisy v závislosti od napätia systému. Pre prenosné konštrukcie je jednoduchšie (a bežnejšie) použiť nižšie napätie, zatiaľ čo pre priemyselné konštrukcie je možné použiť vyššie napätie.

Všimnite si, že odpor RDS(ON) s prúdom mierne stúpa. Zmeny rôznych elektrických parametrov odporu RDS(ON) nájdete v technickom liste poskytnutom výrobcom.

Stanovenie tepelných požiadaviek Ďalším krokom pri výbere MOSFET je výpočet tepelných požiadaviek systému. Dizajnér musí zvážiť dva rôzne scenáre, najhorší prípad a skutočný prípad. Odporúča sa použiť výpočet pre najhorší scenár, pretože tento výsledok poskytuje väčšiu mieru bezpečnosti a zaisťuje, že systém nezlyhá.

Existuje tiež niekoľko meraní, ktoré si treba uvedomiťMOSFETúdajový list; ako je tepelný odpor medzi polovodičovým spojom zabaleného zariadenia a okolitým prostredím a maximálna teplota spoja. Teplota spoja zariadenia sa rovná maximálnej teplote okolia plus súčin tepelného odporu a straty výkonu (teplota spoja = maximálna teplota okolia + [tepelný odpor x strata výkonu]). Z tejto rovnice možno vyriešiť maximálnu stratu výkonu systému, ktorá sa podľa definície rovná I2 x RDS(ON).

Keďže konštruktér určil maximálny prúd, ktorý prejde zariadením, RDS(ON) možno vypočítať pre rôzne teploty. Je dôležité poznamenať, že pri práci s jednoduchými tepelnými modelmi musí projektant zvážiť aj tepelnú kapacitu polovodičového prechodu/krytu zariadenia a krytu/prostredia; tj je potrebné, aby sa doska plošných spojov a obal ihneď nezohrievali.

Zvyčajne, PMOSFET, tam bude prítomná parazitná dióda, funkcia diódy je zabrániť spätnému spojeniu zdroj-odvod, pre PMOS je výhodou oproti NMOS, že jej zapínacie napätie môže byť 0 a rozdiel napätia medzi Napätie DS nie je veľa, zatiaľ čo stav NMOS vyžaduje, aby VGS bolo väčšie ako prahová hodnota, čo povedie k tomu, že riadiace napätie bude nevyhnutne väčšie ako požadované napätie a dôjde k zbytočným problémom. PMOS je vybraný ako ovládací spínač, existujú nasledujúce dve aplikácie: prvá aplikácia, PMOS na vykonanie výberu napätia, keď existuje V8V, potom napätie je zabezpečené pomocou V8V, PMOS sa vypne, VBAT nedodáva napätie do VSIN a keď je V8V nízke, VSIN je napájané 8V. Všimnite si uzemnenie R120, rezistora, ktorý neustále znižuje napätie brány, aby sa zabezpečilo správne zapnutie PMOS, čo je stavové riziko spojené s vysokou impedanciou brány opísanou vyššie.

Funkciou D9 a D10 je zabrániť zálohovaniu napätia a D9 je možné vynechať. Treba si uvedomiť, že DS obvodu je vlastne obrátený, takže funkcia spínacej elektrónky sa nedá dosiahnuť vedením prisadenej diódy, čo si treba v praktických aplikáciách uvedomiť. V tomto obvode riadi riadiaci signál PGC, či V4.2 dodáva energiu do P_GPRS. Tento obvod, svorky zdroja a odtoku nie sú zapojené opačne, R110 a R113 existujú v tom zmysle, že prúd riadiacej brány R110 nie je príliš veľký, normalita riadiacej brány R113, pull-up R113 pre vysoké, od PMOS, ale aj môže byť videné ako pull-up na riadiacom signáli, keď interné kolíky MCU a pull-up, to znamená výstup open-drainu, keď výstup nevyháňa PMOS, pri tomto Čas, bude to potrebovať externé napätie, aby dal pull-up, takže odpor R113 hrá dve úlohy. r110 môže byť menší, môže byť až 100 ohmov.