Małe tranzystory MOSFET

Gdy MOSFET jest podłączony do magistrali i masy obciążenia, używany jest przełącznik boczny wysokiego napięcia. Często kanał PMOSFETysą używane w tej topologii, ponownie ze względu na napędy napięciowe. Określanie aktualnej wartości znamionowej Drugim krokiem jest wybranie aktualnej wartości znamionowej MOSFET-u. W zależności od struktury obwodu, ten prąd znamionowy powinien być maksymalnym prądem, jaki obciążenie może wytrzymać w każdych okolicznościach.

Podobnie jak w przypadku napięcia, projektant musi zadbać o dobórMOSFETmoże wytrzymać ten prąd znamionowy, nawet jeśli system generuje prądy szczytowe. Dwa obecnie rozważane przypadki to tryb ciągły i skoki impulsów. Do parametru tego odwołuje się ARKUSZ DANYCH FDN304P, w którym MOSFET znajduje się w stanie ustalonym w trybie ciągłego przewodzenia, gdy prąd przepływa przez urządzenie w sposób ciągły.

Skoki impulsów mają miejsce, gdy przez urządzenie przepływa duży wzrost (lub skok) prądu. Po określeniu maksymalnego prądu w tych warunkach wystarczy bezpośrednio wybrać urządzenie, które wytrzyma ten maksymalny prąd.

Po wybraniu prądu znamionowego należy również obliczyć straty przewodzenia. W praktyce tranzystory MOSFET nie są urządzeniami idealnymi, ponieważ podczas procesu przewodzenia następuje utrata mocy, nazywana stratą przewodzenia.

MOSFET działa jak rezystor zmienny, gdy jest „włączony”, co określa RDS (ON) urządzenia i zmienia się znacznie wraz z temperaturą. Straty mocy urządzenia można obliczyć ze wzoru Iload2 x RDS(ON), a ponieważ rezystancja włączenia zmienia się wraz z temperaturą, straty mocy zmieniają się proporcjonalnie. Im wyższe napięcie VGS przyłożone do MOSFET-u, tym mniejszy będzie RDS(ON); i odwrotnie, tym wyższy będzie RDS(ON). Dla projektanta systemu w tym miejscu wchodzą w grę kompromisy w zależności od napięcia systemu. W przypadku konstrukcji przenośnych łatwiej (i częściej) jest stosować niższe napięcia, natomiast w projektach przemysłowych można zastosować wyższe napięcia.

Należy pamiętać, że rezystancja RDS(ON) nieznacznie wzrasta wraz z prądem. Różnice w zakresie różnych parametrów elektrycznych rezystora RDS(ON) można znaleźć w karcie technicznej dostarczonej przez producenta.

Określanie wymagań termicznych Następnym krokiem w wyborze tranzystora MOSFET jest obliczenie wymagań termicznych systemu. Projektant musi rozważyć dwa różne scenariusze, najgorszy i prawdziwy. Zaleca się wykorzystanie obliczeń dla najgorszego scenariusza, gdyż taki wynik zapewnia większy margines bezpieczeństwa i pewność, że system nie ulegnie awarii.

Istnieją również pewne pomiary, o których należy pamiętaćMOSFETarkusz danych; takie jak opór cieplny pomiędzy złączem półprzewodnikowym zapakowanego urządzenia a otoczeniem oraz maksymalna temperatura złącza. Temperatura złącza urządzenia jest równa maksymalnej temperaturze otoczenia plus iloczyn oporu cieplnego i straty mocy (temperatura złącza = maksymalna temperatura otoczenia + [opór cieplny x rozpraszanie mocy]). Z tego równania można obliczyć maksymalne straty mocy w systemie, które z definicji są równe I2 x RDS(ON).

Ponieważ projektant określił maksymalny prąd, który będzie przepływał przez urządzenie, RDS(ON) można obliczyć dla różnych temperatur. Należy zauważyć, że w przypadku prostych modeli termicznych projektant musi również wziąć pod uwagę pojemność cieplną złącza półprzewodnikowego/obudowy urządzenia oraz obudowy/otoczenia; tzn. wymagane jest, aby płytka drukowana i opakowanie nie nagrzewały się natychmiast.

Zwykle w przypadku PMOSFET będzie obecna dioda pasożytnicza, której funkcją jest zapobieganie odwrotnemu podłączeniu źródła-drenu. W przypadku PMOS zaletą w porównaniu z NMOS jest to, że jego napięcie włączenia może wynosić 0, a różnica napięcia między Napięcie DS nie jest duże, natomiast warunek NMOS wymaga, aby VGS było większe od progu, co doprowadzi do tego, że napięcie sterujące będzie nieuchronnie większe niż napięcie wymagane i wystąpią niepotrzebne kłopoty. PMOS jest wybrany jako przełącznik sterujący, istnieją następujące dwa zastosowania: pierwsza aplikacja, PMOS do dokonania wyboru napięcia, gdy istnieje V8V, wówczas całe napięcie jest dostarczane przez V8V, PMOS zostanie wyłączony, VBAT nie dostarcza napięcia do VSIN, a gdy V8V jest niskie, VSIN jest zasilany napięciem 8V. Zwróć uwagę na uziemienie R120, rezystora, który stale obniża napięcie bramki, aby zapewnić prawidłowe włączenie PMOS, co stanowi zagrożenie stanu związane z opisaną wcześniej wysoką impedancją bramki.

Funkcje D9 i D10 mają zapobiegać podtrzymaniu napięcia, przy czym D9 można pominąć. Należy zwrócić uwagę, że DS obwodu jest w rzeczywistości odwrócony, przez co funkcja lampki przełączającej nie może być zrealizowana poprzez przewodzenie dołączonej diody, co należy odnotować w praktycznych zastosowaniach. W tym obwodzie sygnał sterujący PGC kontroluje, czy V4.2 dostarcza zasilanie do P_GPRS. Ten obwód, zaciski źródła i drenu nie są połączone odwrotnie, R110 i R113 istnieją w tym sensie, że prąd bramki sterującej R110 nie jest zbyt duży, bramka sterująca R113 jest normalna, podciąganie R113 jest wysokie, jak w przypadku PMOS, ale także można postrzegać jako podciągnięcie sygnału sterującego, gdy wewnętrzne styki MCU i podciągnięcie, to znaczy wyjście otwartego drenażu, gdy wyjście nie wyłącza PMOS, w tym miejscu czas będzie potrzebował zewnętrznego napięcia, aby uzyskać podciągnięcie, więc rezystor R113 odgrywa dwie role. r110 może być mniejszy, może wynosić do 100 omów.