Pojemność bramki, rezystancja włączenia i inne parametry tranzystorów MOSFET

I. Pojemność bramki

Pojemność bramki obejmuje głównie pojemność wejściową (Ciss), pojemność wyjściową (Coss) i pojemność przesyłu zwrotnego (Crss, znaną również jako pojemność Millera).

Pojemność wejściowa (Ciss):

DEFINICJA: Pojemność wejściowa to całkowita pojemność pomiędzy bramką a źródłem i drenem i składa się z pojemności źródła bramki (Cgs) i pojemności drenu bramki (Cgd) połączonych równolegle, tj. Ciss = Cgs + Cgd.

Funkcja: Pojemność wejściowa wpływa na prędkość przełączania MOSFET-u. Gdy pojemność wejściowa zostanie naładowana do napięcia progowego, urządzenie można włączyć; rozładowany do określonej wartości, urządzenie można wyłączyć. Dlatego obwód napędowy i Ciss mają bezpośredni wpływ na opóźnienie włączenia i wyłączenia urządzenia.

Pojemność wyjściowa (Coss):

Definicja: Pojemność wyjściowa to całkowita pojemność pomiędzy drenem a źródłem i składa się z pojemności dren-źródło (Cds) i pojemności bramka-dren (Cgd) równolegle, tj. Coss = Cds + Cgd.

Rola: W zastosowaniach z miękkim przełączaniem wartość Coss jest bardzo ważna, ponieważ może powodować rezonans w obwodzie.

Pojemność transmisji zwrotnej (Crss):

Definicja: Pojemność transferu zwrotnego jest równoważna pojemności drenu bramki (Cgd) i często nazywana jest pojemnością Millera.

Rola: Pojemność transferu zwrotnego jest ważnym parametrem czasu narastania i opadania przełącznika, a także wpływa na czas opóźnienia wyłączenia. Wartość pojemności maleje wraz ze wzrostem napięcia dren-źródło.

II. Rezystancja w stanie włączenia (Rds(on))

Definicja: Rezystancja w stanie włączenia to rezystancja pomiędzy źródłem a drenem tranzystora MOSFET w stanie włączenia w określonych warunkach (np. określony prąd upływowy, napięcie bramki i temperatura).

Czynniki wpływające: Rezystancja włączenia nie jest wartością stałą, ma na nią wpływ temperatura, im wyższa temperatura, tym większy Rds(on). Ponadto im wyższe napięcie wytrzymywane, tym grubsza wewnętrzna struktura MOSFET-u, tym wyższa rezystancja włączenia.

Znaczenie: Projektując zasilacz impulsowy lub obwód sterownika, należy wziąć pod uwagę rezystancję włączenia tranzystora MOSFET, ponieważ prąd przepływający przez MOSFET będzie zużywał energię na tej rezystancji, a ta część zużywanej energii nazywana jest on- utrata odporności. Wybór MOSFET-u o niskiej rezystancji w stanie włączenia może zmniejszyć utratę rezystancji w stanie włączenia.

Po trzecie, inne ważne parametry

Oprócz pojemności bramki i rezystancji włączenia, MOSFET ma kilka innych ważnych parametrów, takich jak:

V(BR)DSS (napięcie przebicia źródła drenu):Napięcie źródła drenu, przy którym prąd płynący przez dren osiąga określoną wartość w określonej temperaturze i przy zwarciu źródła bramki. Powyżej tej wartości rura może ulec uszkodzeniu.

VGS(th) (napięcie progowe):Napięcie bramki wymagane do rozpoczęcia tworzenia się kanału przewodzącego między źródłem a drenem. W przypadku standardowych tranzystorów MOSFET z kanałem N napięcie VT wynosi około 3 do 6 V.

ID (maksymalny ciągły prąd drenu):Maksymalny ciągły prąd stały, jaki może przepuścić chip przy maksymalnej znamionowej temperaturze złącza.

IDM (maksymalny impulsowy prąd drenu):Odzwierciedla poziom prądu pulsacyjnego, jaki może obsłużyć urządzenie, przy czym prąd pulsacyjny jest znacznie wyższy niż ciągły prąd stały.

PD (maksymalne rozproszenie mocy):urządzenie może rozproszyć maksymalny pobór mocy.

Podsumowując, pojemność bramki, rezystancja włączenia i inne parametry tranzystora MOSFET mają kluczowe znaczenie dla jego wydajności i zastosowania, dlatego należy je wybrać i zaprojektować zgodnie ze scenariuszami i wymaganiami konkretnego zastosowania.