1. Paraqitje

MOSFETs të vijë në katër lloje të ndryshme. Ato mund të jenë përmirësimi ose mënyra sosje, dhe ato mund të jenë n-channel ose p-channel. Ne jemi të interesuar vetëm në n-channel MOSFETS Mode zgjerimin, dhe këto do të jenë të vetmit të biseduar në lidhje me nga tani e tutje. Ka edhe MOSFETs nivelit logjika dhe MOSFETs normale. Ne mund të përdorni ose lloji.

Terminali Burimi është zakonisht një negative, dhe ikjen është pozitiv (emrat i referohen burimit dhe ikjen e elektroneve). Diagrama e mësipërme tregon një diodë të lidhur në të gjithë MOSFET. Kjo diodë quhet "diodë brendshme", për shkak se ajo është ndërtuar në strukturën e silikonit të MOSFET. Kjo është pasojë e mënyrës MOSFETs energjisë janë krijuar në shtresat e silikonit, dhe mund të jetë shumë i dobishëm. Në shumicën e arkitekturave MOSFET, ajo është vlerësuar në të njëjtën aktuale sa vetë MOSFET.

2. Zgjedhja e një MOSFET.

Për të shqyrtuar parametrat e MOSFETS, është e dobishme që të ketë një datasheet mostër në dorë. Kliko këtu për të hapur një datasheet për ndreqës IRF3205 Ndërkombëtar, i cili do të jetë duke iu referuar. Së pari ne duhet të kalojnë nëpër disa nga parametrat spikatur që do të merren me.

2.1. MOSFET Parameters

Në rezistencë, R_{ds (në).}
Kjo është rezistencë midis burimit dhe ikjes terminalet kur MOSFET është kthyer plotësisht në.

Rryma maksimale e kullimit, I_{d (max).}
Ky është maksimumi i tanishëm që MOSFET mund të qëndrojë duke kaluar nga ikjen në burim. Ajo është përcaktuar kryesisht nga paketës dhe RDS (në).

Shpërndarja e energjisë, P_d.
Kjo është maksimum aftësia trajtimi fuqia e MOSFET, e cila varet në masë të madhe nga lloji i pakos që është në.

Linear faktor deratizimin.
Kjo është sa parametri maksimale shpërndarje të energjisë më sipër duhet të reduktohet deri në ºC, ndërsa temperatura ngrihet mbi 25ºC.

Energjia e ortekut E_A
Kjo është se sa energjia MOSFET mund të përballojë në kushte ortek. Orteku ndodh kur maksimale ikjes-to-burim të tensionit të tejkalohet, dhe aktuale shkon përmes MOSFET. Kjo nuk do të shkaktojë dëmtim të përhershëm për aq kohë sa të energjisë (energjisë x kohë) në ortek nuk kalon maksimumin.

Riparimi i diodës së pikut, dv / dt
Kjo është se sa shpejt diodë e brendshme mund të shkojnë nga shteti off (kundërt njëanshëm) me mbi gjendjen (kryerjen). Kjo varet se sa e tensionit të ishte gjithë atë para se të ndezur. Prandaj koha e marra, t = (reverse tensionit / pik diodë shërim).

DTensioni i ndarjes së shiut në burim, V_dss.
Kjo është tensioni maksimal që mund të vendoset nga ikjen në burim kur MOSFET është fikur.

Rezistenca termike, θ_jc.
Për më shumë informacion mbi rezistencën termike, shih kapitullin mbi heatsinks.

Tensioni i Pragut të Portës, V_{GS (th)}
Kjo është tensioni minimal të kërkuar në mes të portës dhe burim terminaleve të kthehet në MOSFET me radhë. Ajo do të duhet më shumë se kaq për ta kthyer atë plotësisht në.

Transkonduktanca përpara, g_fs
Si tensionit porta burim është rritur, kur MOSFET sapo ka filluar të kthehet në, ajo ka një marrëdhënie mjaft lineare në mes të VGS dhe ikjes aktuale. Ky parametër është thjesht (Id / VGS) në këtë seksion lineare.

Kapaciteti i hyrjes, C_ISS
Ky është vëllim lumped në mes të terminalit porta dhe burim dhe ikjes terminalet. Vëllim të ikjen është më e rëndësishme.

Ka një hyrje më i detajuar për MOSFETS në (PDF) dokumenti International pastrues Acrobat Bazat MOSFET të energjisë. Kjo shpjegon se ku vijnë disa nga parametrat në lidhje me ndërtimin e MOSFET.

2.2. Bërë zgjedhjen

Të energjisë dhe ngrohjes

Fuqia që MOSFET do të duhet të luftoj me është një nga faktorët më të mëdha vendosin. Fuqia i shpërndarë në një MOSFET është tensioni gjithë atë herë rrymës duke kaluar atë. Edhe pse kjo është kalimi sasi të mëdha të pushtetit, kjo duhet të jetë mjaft i vogël për shkak të tensionit të gjithë atë është shumë i vogël (switch është e mbyllur - MOSFET është në), ose aktuale kalon ajo është shumë e vogël (switch është e hapur - MOSFET është off). Tensioni nëpër MOSFET, kur ajo është në do të jetë rezistenca e MOSFET, Rds (mbi) kohët e tanishme do të plotë. Kjo rezistencë, RDSon, për MOSFETS mirë të energjisë do të jetë më pak se 0.02 ohms. Atëherë fuqia shpërndarë në MOSFET është:

Për një rrymë të 40 Amps, RDSon e 0.02 ohms, kjo fuqi është 32 Watts. Pa një heatsink, MOSFET do të digjem shpërndahet këtë fuqi të madhe. Zgjedhja e një heatsink është një temë në vete, e cila është arsyeja pse nuk është një kapitull i përkushtuar për të: heatsinks.

On-rezistenca nuk është shkaku i vetëm i shpërndarje të energjisë në MOSFET. Një burim tjetër ndodh kur MOSFET është kalimi midis shteteve. Për një periudhë të shkurtër kohe, MOSFET është gjysmë për gjysmë dhe off. Duke përdorur të njëjtat shifra shembull si më sipër, aktuale mund të jetë në gjysmën e vlerës, 20 Amps, dhe tensioni mund të jetë në gjysmën e vlerës, 6 volt në të njëjtën kohë. Tani fuqia shpërndarë është 20 × 6 = 120 Watts. Megjithatë, MOSFET është vetëm shpërndahet kjo për periudhë të shkurtër kohe se MOSFET është kalimi midis shteteve. shpërndarje Fuqia mesatare e shkaktuar nga kjo arsye është shumë më pak, dhe varet herë relative që MOSFET është kalimi dhe jo që kalojnë. Shpërndarje mesatare jepet nga ekuacioni:

2.3. shembull:

Problem A MOSFET është ndezur në 20kHz, dhe merr 1 mikrosekondë për të kaloni në mes shteteve (për në off dhe jashtë për të). Tensionit të furnizimit është 12v dhe aktuale 40 Amps. Llogaritni humbje mesatare pushtet switching, duke supozuar tensionit dhe aktuale janë në vlerat e gjysmë gjatë periudhës kalimi.

Zgjidhja: Në 20kHz, ka një MOSFET kalimi dukuri çdo 25 microseconds (a kaloni në çdo 50 mikrosekonda, dhe një switch off çdo 50 microseconds). Për këtë arsye, raporti i kaloni kohë pas kohe totale është 1 / 25 = 0.04. Shpërndarje të energjisë kur kalimi është (12v / 2) x (40A / 2) = 120 Watts. Prandaj humbja mesatare kalimi është 120W x 0.04 = 4.8 Watts.

Çdo shpërndarje të energjisë më lart në lidhje me 1 Watt kërkon që MOSFET është ngritur mbi një heatsink. MOSFETs pushtet të vijë në një shumëllojshmëri të paketave, por zakonisht kanë një skedë metalike e cila është vendosur kundër heatsink, dhe është përdorur për të kryer ngrohjes larg nga gjysmëpërçues MOSFET.

Trajtimi Fuqia e paketës pa një heatsink shtesë është shumë i vogël. Në disa MOSFETS, kartela metalike është i lidhur nga brenda me një prej terminaleve MOSFETS - zakonisht ikjen. Kjo është një disavantazh pasi kjo do të thotë se ju nuk mund të përshtatet më shumë se një MOSFET me një heatsink pa elektrike izolimin paketën MOSFET nga heatsink metalike. Kjo mund të bëhet me fletët e holla mikë të vendosura në mes të paketës dhe heatsink. Disa MOSFETs kanë paketën izoluar nga terminalet, e cila është më e mirë. Në fund të ditës vendimi juaj ka të ngjarë të jetë i bazuar në çmim megjithatë!

2.3.1. Drain aktuale

MOSFETs reklamohen në përgjithësi nga rryma maksimale e ikjes. Njoftim reklamat, dhe karakteristika lista në pjesën e përparme datasheet mund të japin kuotën e një ikjes vazhdueshme aktuale, Id, e 70 Amps, dhe një rrymë pulsojnë ikjes së 350 Amps. Ju duhet të jenë shumë të kujdesshëm me këto shifra. Ata nuk janë vlerat mesatare të përgjithshme, por maksimal MOSFET do të kryejë në rrethanat më të mira të mundshme. Për një fillim, ata janë cituar zakonisht për përdorim në një temperaturë paketë të 25 ºC. Është shumë vështirë kur ju jeni duke kaluar 70 Amps se rasti do të vazhdojë të jetë në 25ºC! Në datasheet nuk duhet të jetë një grafik se si kjo shifër derates me rritjen e temperaturës.

Aktuale pulsojnë ikjen është cituar gjithmonë nën kalimi kushte me kohën që kalojnë me shkrim shumë të vogël në fund të faqes! Kjo mund të jetë një gjerësi maksimale impuls nga disa qindra mikrosekonda, dhe një cikël detyrë (përqindja e kohës ON OFF për) të vetëm 2%, e cila nuk është shumë praktike. Për më shumë informacion në lidhje me vlerësimet aktuale të MOSFETS, kanë një vështrim në këtë dokument International ndreqës.

Nëse ju nuk mund të gjeni një MOSFET të vetëm me një të mjaftueshme aktuale maksimale të lartë ikjen, atëherë ju mund të lidheni më shumë se një në mënyrë paralele. Shih më vonë për informacion mbi se si për të bërë këtë.

2.3.2. shpejtësi

Ju do të jetë duke përdorur MOSFET në një mënyrë të kaloi për të kontrolluar shpejtësinë e motorrëve. Siç e pamë më parë, sa më gjatë që është e MOSFET në shtetin ku ai nuk është as në dhe as jashtë, më shumë pushtet se do të zhduket. Disa MOSFETs janë më të shpejtë se të tjerët. Shumica e ato moderne do të lehtë të jetë e shpejtë të mjaftueshme për të kaluar në disa dhjetëra kHz, pasi kjo është pothuajse gjithmonë si ato janë përdorur. Për faqe 2 e datasheet, ju duhet të shikoni parametrat Turn-On kohë vonesë, Rise kohërave, Turn-Off Vonesa Koha dhe Fall Koha. Nëse këto janë të gjitha të shtohen, ai do t'ju japë minimale periudhën e përafërt katrore valë që mund të përdoret për të kaluar këtë MOSFET: 229ns. Kjo paraqet një frekuencë të 4.3MHz. Vini re se ajo do të merrni shumë të nxehtë, sepse edhe pse ajo do të shpenzojë shumë kohë saj në switching mbi shtetin.

3. Një shembull dizajn

Për të marrë disa ide se si të përdorin parametrat, dhe grafikët në datasheet, ne do të kalojnë nëpër një shembull të projektimit:
Problem: Një urë e plotë qark kontrollues shpejtësi është projektuar për të kontrolluar një motor 12v. Frekuenca kalimi duhet të jetë mbi kufirin audible (20kHz). Motor ka një rezistencë të përgjithshme prej 0.12 ohms. Zgjidhni MOSFETS përshtatshme për qark urë, brenda një afati çmim të arsyeshëm, dhe të sugjerojnë ndonjë heatsinking që mund të kërkohet. Temperatura e ambientit është supozuar të jetë 25ºC.

Zgjidhja: Lejon të keni një vështrim në IRF3205 dhe të shohim nëse ajo është e përshtatshme. Së pari ikjen kërkesa aktuale. Në qoshk, motori do të marrë 12v / 0.12 ohms = 100 Amps. Ne së pari do të bëjë një mend në temperaturën kryqëzim, në 125ºC Ne duhet të gjejmë se çfarë aktuale maksimale ikjes është në 125ºC parë. Grafiku i figurës 9 na tregon se në 125ºC, aktuale maksimale e ikjes është rreth 65 Amps. Prandaj IRF2s 3205 paralelisht duhet të jetë i aftë në këtë drejtim.

Sa pushtet do dy MOSFETs paralele të shpërndahet? Lejon të fillojë me shpërndarje të energjisë ndërsa në dhe motorike ngecur, ose vetëm duke filluar nga. Kjo është e tanishme herë Squared on-rezistencës. Çfarë është RDS (në) në 125ºC? Figura 4 tregon se si ajo është e derated nga vlera e saj në faqe e 0.008 ohms, me një faktor prej rreth 1.6. Prandaj, ne mendojmë RDS (në) do të jetë 0.008 x 1.6 = 0.0128. Prandaj PD = 50 x 50 x 0.0128 = 32 Watts. Sa e kohës do të jetë motor ose ngecur ose të filluar? Kjo është e pamundur të thuhet, kështu që ne do të duhet të mendoj. 20% të kohës është mjaft e një figurë konservative - ka të ngjarë të jetë shumë më pak. Që fuqia shkakton ngrohjes, dhe përçueshmëri ngrohjes është mjaft një proces i ngadaltë, efekti i shpërndarje të energjisë ka tendencë për të marrë mesatarisht nga periudha mjaft të gjata kohore, në rajonin e sekonda. Prandaj ne mund të derate kërkesat e energjisë me të cituar 20%, për të arritur në një shpërndarje mesatare e energjisë së 32W x 20% = 6.4W.

Tani ne duhet të shtoni fuqinë shpërndarë për shkak të kalimi. Kjo do të ndodhë gjatë ngritjes dhe të bien herë, të cilat janë cituar në tabelën e Karakteristikat elektrike si 100ns dhe 70ns respektivisht. Duke supozuar shoferin MOSFET mund të furnizimit me rrymë të mjaftueshme për të përmbushur kërkesat e këtyre shifrave (porta burim makinë rezistencën e 2.5 Ohms = impuls prodhimit makinë aktuale të 12v / 2.5 ohms = 4.8 Amps), atëherë raporti të kaloni kohë të qëndrueshme-shtetërore Ora është 170ns * 20kHz = 3.4mW e cila është negligable. Këto timings on-off janë pak papërpunuar Megjithatë, për më shumë informacion në lidhje me on-off herë, shikoni këtu.

Tani çfarë janë kërkesat kalimi? Anija Shoferi MOSFET ne përdorim do të përballen me shumicën e tyre, por me vlerë checking saj. Ana-on tensionit, VGS (th), nga grafikët e Figura 3 është pak më shumë se 5 Volts. Ne kemi parë tashmë se shoferi duhet të jetë në gjendje të burimit 4.8 Amps për një periudhë shumë të shkurtër kohe.

Por ajo që për heatsink. Ju mund të dëshironi të lexoni kapitullin mbi heatsinks para këtij seksioni. Ne duam për të mbajtur temperaturën për kryqëzimin gjysmëpërçues poshtë 125ºC, dhe ne kemi qenë të thënë se temperatura e ambientit është 25ºC. Prandaj, me një MOSFET shpërndahet 6.4W mesatarisht, gjithsej rezistenca termike duhet të jetë më pak se (125 - 25) / 6.4 = 15.6 ° C / W. Rezistenca termike nga kryqëzimi për rastin bën për 0.75 ° C / W për këtë, rast tipik për vlerat heatsink (duke përdorur kompleks termike) janë 0.2 ° C / W, e cila lë 15.6 - 0.75 - 0.2 = 14.7 ° C / W për vetë heatsink. Heatsinks e kësaj vlere θjc janë mjaft të vogla dhe të lirë. Vini re se e njëjta heatsink mund të përdoret për të dy MOSFETS në të majtë të, ose në të djathtë e ngarkesës në urë h-, pasi që këto dy MOSFETs nuk të dyja janë në në të njëjtën kohë, dhe kështu kurrë nuk mund të dyja të shpërndahet në pushtet në të njëjtën kohë. Rastet e tyre duhet të jenë të izoluar elektrikisht megjithatë. Shih faqen heatsinks për më shumë informacion mbi izolimin e kërkuar elektrike.

4. shoferët MOSFET

Të kthehet në një MOSFET pushtet mbi, terminali porta duhet të jetë vendosur në një tension të paktën 10 volt më i madh se terminali burim (rreth 4 volt për MOSFETS nivelit logjika). Kjo është qetë mbi parametër të VGS (th).

Një tipar i MOSFETS të energjisë është se ata kanë kapacitet të madh i humbur në mes të portës dhe terminalet e tjera, CISS. Efekti i kësaj është se kur pulsi me terminalin e portës arrin, ai së pari duhet të paguani këtë vëllim deri para tensionit porta mund të arrijnë volt 10 kërkuara. Terminali porta pastaj në mënyrë efektive merr aktuale. Prandaj qark që drejton terminali porta duhet të jetë i aftë për të furnizuar një rrymë të arsyeshme në mënyrë vëllim i humbur mund të jetë i ngarkuar deri sa më shpejt të jetë e mundur. Mënyra më e mirë për të bërë këtë është që të përdorin një çip të përkushtuar shofer MOSFET.

Nuk janë një shumë e MOSFET patate të skuqura shoferit në dispozicion nga disa kompani. Disa tregohen me lidhje me datasheets në tabelën më poshtë. Disa kërkojnë terminalin burim MOSFET të bazuar (për më të ulëta 2 MOSFETS në një urë të plotë apo vetëm një qark të thjeshtë kalimi). Disa mund të përzënë një MOSFET me burim në një tension të lartë. Këto kanë një pompë ngarkuar on-chip, që do të thotë se ata mund të gjenerojnë volt 22 e nevojshme për ta kthyer MOSFET sipërme në një brifge plotë në. TDA340 edhe kontrollon rend swicthing për ju. Disa mund të ofrojë sa më shumë që 6 amps aktuale si një impuls shumë të shkurtër për të ngarkuar deri në vëllim i humbur porta.

Për më shumë informacion mbi MOSFETS dhe se si për të përzënë ata, International ndreqës ka një sërë dokumenteve teknike në varg e tyre HEXFET këtu.

Shpesh ju do të shihni një rezistencë vlerë të ulët në mes të shoferit MOSFET dhe terminali porta MOSFET. Kjo është për të lag poshtë ndonjë luhatje kumbues të shkaktuara nga plumbi induktancë dhe porta vëllim të cilat përndryshe mund të kalojë tension maksimal të lejuar në terminal porta. Ajo gjithashtu ngadalëson shkalla në të cilën MOSFET kthehet në dhe jashtë. Kjo mund të jetë e dobishme në qoftë se diodes brendshem që MOSFET nuk kthehet më të shpejtë të mjaftueshme. Më shumë detaje të kësaj mund të gjenden në dokumentet teknike International pastrues.

5. MOSFETs paralelisht

MOSFETs mund të vendoset paralelisht për të përmirësuar aftësinë e tanishme trajtimit. Thjesht bashkohet Gate, Burimi dhe terminale Drain bashku. Çdo numër i MOSFETS mund të paralel, por vini re se porta vëllim shton deri sa ju paralele më shumë MOSFETS, dhe përfundimisht shoferi MOSFET nuk do të jetë në gjendje për të përzënë ata. Vini re se ju nuk mund të parellel tranzistorë bipolarë si kjo. Arsyet këtë janë diskutuar në një letër teknike këtu.

prev:Çfarë është një MOSFET, çfarë e bën atë të duket si dhe se si e bën këtë punë?

Next:FMUSER X01 FM transmetues sjell Radio për zonat e shkatërruara nga lufta

Lini një mesazh

Lista mesazh

Comments Loading ...