MOSFET Paket Ngalihkeun Tube Pamilihan jeung Circuit Diagram

Hambalan munggaran nyaéta nyieun pilihanMOSFETs, nu datangna dina dua jenis utama: N-kanal jeung P-kanal. Dina sistem kakuatan, MOSFET tiasa dianggap salaku saklar listrik. Nalika tegangan positif ditambahkeun antara gerbang jeung sumber hiji N-kanal MOSFET, switch na ngalaksanakeun. Salila konduksi, arus bisa ngalir ngaliwatan switch ti solokan ka sumber. Aya résistansi internal antara solokan sareng sumber anu disebut on-resistance RDS (ON). Kedah jelas yén gerbang MOSFET mangrupikeun terminal impedansi anu luhur, janten voltase sering ditambah kana gerbang. Ieu lalawanan ka taneuh nu Gerbang disambungkeun ka dina diagram sirkuit dibere engké. Lamun gerbang ditinggalkeun dangling, alat moal beroperasi sakumaha dirancang sarta bisa ngahurungkeun atawa mareuman dina moments inopportune, hasilna poténsi leungitna kakuatan dina sistem. Nalika tegangan antara sumber jeung Gerbang nyaeta nol, switch pareum tur ayeuna eureun ngalir ngaliwatan alat. Sanajan alat dipareuman dina titik ieu, masih aya arus leutik, nu disebut leakage arus, atawa IDSS.

 

 

Lengkah 1: Pilih N-kanal atanapi P-kanal

Léngkah munggaran dina milih alat anu leres pikeun desain nyaéta mutuskeun nganggo saluran N atanapi MOSFET saluran P. dina aplikasi kakuatan has, lamun MOSFET a grounded jeung beban disambungkeun ka tegangan batang, éta MOSFET constitutes switch samping tegangan low. Dina switch samping tegangan low, hiji N-kanalMOSFETkudu dipake alatan tinimbangan tegangan diperlukeun pikeun mareuman atawa ngahurungkeun alat. Nalika MOSFET disambungkeun ka beus jeung beban ieu grounded, switch samping tegangan tinggi dipaké. A MOSFET P-kanal biasana dipaké dina topologi ieu, deui pikeun pertimbangan tegangan drive.

Lengkah 2: Nangtukeun rating ayeuna

Léngkah kadua nyaéta milih rating MOSFET ayeuna. Gumantung kana struktur sirkuit, rating arus ieu kedah janten arus maksimum anu beban tiasa tahan dina sagala kaayaan. Sarupa jeung kasus tegangan, desainer kudu mastikeun yén MOSFET dipilih bisa tahan rating ayeuna ieu, sanajan sistem keur ngahasilkeun arus spike. Dua kasus ayeuna anu dipertimbangkeun nyaéta mode kontinyu sareng paku pulsa. Parameter ieu dumasar kana DATASHEET tabung FDN304P salaku rujukan sareng parameterna dipidangkeun dina gambar:

 

 

 

Dina modeu konduksi kontinyu, MOSFET dina kaayaan ajeg, nalika arus ngalir terus ngaliwatan alat. Pulse spikes nyaéta nalika aya jumlah surge (atawa arus spike) anu ngalir ngaliwatan alat. Sakali arus maksimum dina kaayaan ieu geus ditangtukeun, éta saukur hitungan langsung milih alat nu bisa nahan arus maksimum ieu.

Saatos milih arus anu dipeunteun, anjeun ogé kedah ngitung rugi konduksi. Dina prakték, nuMOSFETsanes alat idéal, sabab dina prosés conductive bakal aya leungitna kakuatan, nu disebut leungitna konduksi. MOSFET dina "on" kawas résistansi variabel, ditangtukeun ku RDS alat (ON), sarta kalawan suhu sarta parobahan signifikan. The dissipation kakuatan alat bisa diitung tina Iload2 x RDS (ON), sarta saprak on-lalawanan variasina kalawan suhu, dissipation kakuatan variasina proporsional. Nu leuwih luhur tegangan VGS dilarapkeun ka MOSFET, nu leutik RDS (ON) bakal; Sabalikna nu leuwih luhur RDS (ON) bakal. Pikeun desainer sistem, ieu dimana tradeoffs dimaénkeun gumantung kana tegangan sistem. Pikeun desain portabel, langkung gampang (sareng langkung umum) ngagunakeun tegangan anu langkung handap, sedengkeun pikeun desain industri, tegangan anu langkung luhur tiasa dianggo. Catet yén résistansi RDS (ON) naék rada ku arus. Variasi dina rupa-rupa parameter listrik résistor RDS(ON) tiasa dipendakan dina lambaran data téknis anu disayogikeun ku produsén.

 

 

 

Lengkah 3: Nangtukeun Syarat Termal

Léngkah salajengna dina milih MOSFET nyaéta ngitung syarat termal sistem. Désainer kedah mertimbangkeun dua skenario anu béda, kasus anu paling parah sareng kasus anu leres. Itungan pikeun skenario awon-hal disarankeun sabab hasilna ieu nyadiakeun margin leuwih gede kaamanan sarta ensures yén sistem moal gagal. Aya ogé sababaraha pangukuran anu kedah diperhatoskeun dina lambar data MOSFET; kayaning résistansi termal antara simpang semikonduktor sahiji alat rangkep jeung lingkungan, sarta suhu simpang maksimum.

 

Suhu simpang alat sarua jeung suhu ambient maksimum ditambah produk résistansi termal jeung dissipation kakuatan (suhu simpang = suhu ambient maksimum + [résistansi termal × kakuatan dissipation]). Tina persamaan ieu dissipation kakuatan maksimum sistem bisa direngsekeun, nu ku harti sarua jeung I2 x RDS (ON). Kusabab tanaga geus ditangtukeun arus maksimum nu bakal ngaliwatan alat, RDS (ON) bisa diitung keur suhu béda. Kadé dicatet yén nalika kaayaan model termal basajan, desainer ogé kudu mertimbangkeun kapasitas panas tina semikonduktor simpang / bisi alat jeung kasus / lingkungan; ie, éta diperlukeun yén circuit board dicitak tur pakét teu haneut nepi langsung.

Biasana, PMOSFET, bakal aya dioda parasit, fungsi dioda nyaéta pikeun nyegah sambungan balik sumber-solokan, pikeun PMOS, kaunggulan leuwih NMOS nyaeta tegangan turn-on na tiasa 0, sarta bédana tegangan antara tegangan DS teu pira, sedengkeun NMOS dina kaayaan merlukeun VGS nu leuwih gede ti bangbarung nu, nu bakal ngakibatkeun tegangan kontrol inevitably leuwih gede ti tegangan diperlukeun, tur bakal aya gangguan teu perlu. PMOS dipilih salaku saklar kontrol pikeun dua aplikasi ieu:

 

Suhu simpang alat sarua jeung suhu ambient maksimum ditambah produk résistansi termal jeung dissipation kakuatan (suhu simpang = suhu ambient maksimum + [résistansi termal × kakuatan dissipation]). Tina persamaan ieu dissipation kakuatan maksimum sistem bisa direngsekeun, nu ku harti sarua jeung I2 x RDS (ON). Kusabab desainer geus ditangtukeun arus maksimum nu bakal ngaliwatan alat, RDS (ON) bisa diitung keur suhu béda. Kadé dicatet yén nalika kaayaan model termal basajan, desainer ogé kudu mertimbangkeun kapasitas panas tina semikonduktor simpang / bisi alat jeung kasus / lingkungan; ie, éta diperlukeun yén circuit board dicitak tur pakét teu haneut nepi langsung.

Biasana, PMOSFET, bakal aya dioda parasit, fungsi dioda nyaéta pikeun nyegah sambungan balik sumber-solokan, pikeun PMOS, kaunggulan leuwih NMOS nyaeta tegangan turn-on na tiasa 0, sarta bédana tegangan antara tegangan DS teu pira, sedengkeun NMOS dina kaayaan merlukeun VGS nu leuwih gede ti bangbarung nu, nu bakal ngakibatkeun tegangan kontrol inevitably leuwih gede ti tegangan diperlukeun, tur bakal aya gangguan teu perlu. PMOS dipilih salaku saklar kontrol pikeun dua aplikasi ieu:

Ningali sirkuit ieu, sinyal kontrol PGC ngadalikeun naha V4.2 suplai kakuatan ka P_GPRS. sirkuit ieu, sumber na solokan terminal teu nyambung ka sabalikna, R110 na R113 aya dina rasa nu R110 kontrol Gerbang ayeuna teu badag teuing, R113 ngadalikeun Gerbang tina normal, R113 pull-up ka luhur, sakumaha PMOS. , Tapi ogé bisa ditempo salaku pull-up dina sinyal kontrol, nalika MCU internal pins tur pull-up, nyaeta, kaluaran buka-solokan lamun kaluaran kabuka-solokan, sarta teu bisa ngajalankeun PMOS. pareum, dina waktu ieu, perlu tegangan éksternal dibikeun pull-up, jadi résistor R113 muterkeun dua peran. Bakal butuh hiji tegangan éksternal pikeun masihan pull-up, jadi résistor R113 muterkeun dua peran. r110 tiasa langkung alit, dugi ka 100 ohm ogé tiasa.