1. Réamhrá

MOSFETanna teacht i gceithre cineálacha éagsúla. Féadfar iad a fheabhsú nó modh ídiú, agus d'fhéadfadh siad a bheith n-chainéil nó p-chainéil. Tá suim againn ach amháin i n-chainéil MOSFETanna mód fheabhsú, agus beidh siad seo na cinn amháin labhair faoi as seo amach. Tá MOSFETanna loighic-leibhéal agus MOSFETanna gnáth ann freisin. Is féidir linn a úsáid ceachtar cineál.

Is é an críochfort foinse ghnáth an ceann diúltach, agus is é an draein an ceann dearfach (féach ainmneacha don fhoinse agus draein na leictreon). Taispeánann an léaráid thuas dé-óid ceangailte ar fud an MOSFET. Tá an dé-óid a dtugtar an "dé-óid intreach", toisc go bhfuil sé tógtha i struchtúr sileacain an MOSFET. Tá sé mar thoradh ar an mbealach MOSFETanna cumhachta atá cruthaithe sna sraitheanna de sileacain, agus is féidir a bheith an-úsáideach. I bhformhór na ailtireachtaí MOSFET, tá sé rátáil ag an láthair céanna leis an MOSFET féin.

2. Roghnú MOSFET.

Scrúdú na paraiméadair na MOSFETanna, tá sé úsáideach go mbeadh datasheet samplach in aice láimhe. Cliceáil anseo a oscailt datasheet don ceartaitheoir IRF3205 Idirnáisiúnta, a beidh muid ag tagairt do. An Chéad ní mór dúinn dul trí roinnt de na paraiméadair suntasacha go mbeidh muid ag déileáil leis.

2.1. MOSFET Paraiméadair

Ar fhriotaíocht, R._{ds (ar).}
Is é seo an fhriotaíocht idir na críochfoirt foinse agus draein nuair a bhíonn an MOSFET iompaithe go hiomlán ar.

Uas-sruth draein, I._{d (max).}
Is é seo an t-uasmhéid atá ann faoi láthair gur féidir leis an MOSFET seasamh a rith ó draein go bhfoinse. Tá sé ag brath go mór ar an bpacáiste agus RDS (ar).

Diomailt cumhachta, P._d.
Is é seo an cumas láimhseála cumhachta uasta an MOSFET, a bhraitheann go mór ar an gcineál pacáiste go bhfuil sé i.

fachtóir derating líneach.
Tá sé seo cé mhéad an t-uasmhéid paraiméadar diomailt cumhacht thuas a laghdú de réir ºC, mar a ardaíonn an teocht os cionn 25ºC.

Fuinneamh eitleoige E._A
Tá sé seo cé mhéad fuinneamh is féidir leis an MOSFET withstand faoi choinníollacha avalanche. Avalanche Tarlaíonn nuair a bhíonn an voltas uasta-draein-le foinse shárú, agus luachra sruth tríd an MOSFET. Ní bhaineann sé seo ina chúis le damáiste buan chomh fada leis an fuinneamh (cumhacht am x) sa avalanche nach mó ná an t-uasmhéid.

Athshlánú buaice dé-óid, dv / dt
Tá sé seo cé chomh tapa is féidir leis an dé-óid intreach dul ón stát thalamh (aisiompú claonta) don ar stáit (sheoladh). Braitheann sé ar an gcaoi a raibh voltas mhéad trasna sé roimh d'éirigh sé ar. Mar sin, an am a thógann sé, t = (droim ar ais voltas / buaic ghnóthú dé-óid).

DVoltas Miondealaithe báisteach-go-foinse, V._DSS.
Is é seo an voltas uasta is féidir a chur ó draein go fhoinse nuair a bhíonn an MOSFET casta as.

Friotaíocht theirmeach, θ_jc.
Le haghaidh tuilleadh eolais a fháil ar friotaíocht teirmeach, féach ar an chaibidil ar heatsinks.

Voltas Tairseach Geata, V._{GS (ú)}
Is é seo an voltas íosta is gá idir na críochfoirt geata agus foinse chun dul ar an MOSFET ar. Beidh sé de dhíth níos mó ná sin chun dul go hiomlán ar.

Tras-seoltacht ar aghaidh, g_fs
Toisc go bhfuil an voltas geata-fhoinse méadaithe, nuair a bhíonn an MOSFET díreach ag tosú chun dul ar, tá sé caidreamh cothrom líneach idir VGS agus draein reatha. Tá an paraiméadar ach (Id / VGS) sa roinn líneach.

Toilleas ionchuir, C._iss
Is é seo an toilleas lumped idir an críochfort geata agus oibriú na gcríochfort foinse agus draein. Is é an toilleas chuig an draein an ceann is tábhachtaí.

Tá réamhrá níos mionsonraithe MOSFETanna sa International ceartaitheoir Acrobat (PDF) doiciméid Buneolas Power MOSFET. Míníonn sé seo as a dtagann cuid de na paraiméadair i dtéarmaí thógáil an MOSFET.

2.2. Ag déanamh an rogha

Cumhacht agus teas

Is é an chumhacht go mbeidh an MOSFET a contend le ceann de na fachtóirí a chinneadh móra. Tá an chumhacht scaiptear i MOSFET an voltas trasna air arís agus an sruth ag dul tríd. Cé go bhfuil sé athrú suimeanna móra cumhachta, ba chóir é seo a bheith go cóir beag toisc ceachtar é an voltas trasna sé an-bheag (lasc dúnta - tá MOSFET ar), nó an sruth ag dul trí go bhfuil sé an-bheag (Is lasc oscailte - tá MOSFET as). Beidh an voltas trasna an MOSFET nuair a bheidh sé ar an friotaíocht an MOSFET, RDS (ar) amanna an sruth ag dul críochnúil é. Beidh an friotaíocht, RDSon, d'MOSFETanna cumhacht maith a bheith níos lú ná 0.02 Ohms. Ansin, is é an chumhacht a scaiptear sa MOSFET:

Le haghaidh reatha 40 Amps, RDSon na 0.02 Ohms, tá an chumhacht 32 Watts. Gan heatsink, bheadh an MOSFET sruthán amach dissipating an chumhacht i bhfad. Is Roghnú heatsink ábhar ann féin, agus sin an fáth go bhfuil caibidil dírithe ar sé: heatsinks.

Níl an ar-friotaíocht an chúis amháin de diomailt cumhachta sa MOSFET. Tarlaíonn Fhoinse eile nuair a bhíonn an MOSFET lascadh idir stáit. Ar feadh tréimhse ghearr ama, is é an MOSFET leath ar an agus leath as. Ag baint úsáide as na figiúirí sampla céanna mar atá thuas, is féidir leis an reatha a bheith ag luach leath, 20 Amps, agus is féidir leis an voltas a bheith ag luach leath, 6 volta ag an am céanna. Anois tá an chumhacht dissipated 20 6 × = 120 Watts. Mar sin féin, tá an MOSFET dissipating ach sin ar feadh na tréimhse ghearr ama go bhfuil an MOSFET lascadh idir stáit. Is é an diomailt cumhacht meán ba chúis leis an dá bhrí sin a lán níos lú, agus braitheann sé ar na hamanna coibhneasta go bhfuil an MOSFET athrú agus gan athrú. Is é an meán-diomailt a thug an chothromóid:

2.3. Sampla:

Fadhb Déantar MOSFET aistrigh ar 20kHz, agus tógann 1 microsecond a aistriú idir stáit (ar a thalamh agus amach le ar). Is é an voltas soláthair 12v agus 40 Amps reatha. Ríomh an meánchaillteanas cumhachta lascadh, ag glacadh leis go bhfuil an voltas agus reatha ag luachanna leath i rith na tréimhse aistrithe.

réiteach: Ag 20kHz, tá MOSFET athrú tharla gach 25 microseconds (a chur ar athrú ar gach 50 microseconds, agus a chur ar athrú as gach 50 microseconds). Mar sin, is é an cóimheas idir an t-am athrú go ham iomlán 1 / 25 0.04 =. Is é an diomailt cumhacht nuair a dhéantar lascadh (12v / 2) x (40A / 2) = 120 Watts. Dá bhrí sin tá an caillteanas athrú meán 120W x 0.04 4.8 = Watts.

Éilíonn aon diomailt cumhacht os cionn faoi 1 Watt go bhfuil an MOSFET suite ar heatsink. MOSFETanna Power teacht i réimse na bpacáistí, ach tá cluaisín miotail a chuirtear i gcoinne an heatsink ghnáth, agus tá sé a úsáidtear chun teas a sheoladh ar shiúl ó na leathsheoltóra MOSFET.

Is é an láimhseáil cumhacht ag an phacáiste gan heatsink breise an-bheag. Ar roinnt MOSFETanna, tá an táb miotail ceangailte go hinmheánach le ceann de na críochfoirt MOSFETanna - de ghnáth an draein. Is é seo faoi mhíbhuntáiste mar ciallaíonn sé sin nach féidir leat oiriúnach MOSFET níos mó ná aon le heatsink gan leictreachas isolating an pacáiste MOSFET ón heatsink miotail. Is féidir é seo a dhéanamh le bileoga mica tanaí a chur idir an pacáiste agus an heatsink. Tá roinnt MOSFETanna an pacáiste scoite ó na críochfoirt, a bhfuil níos fearr. Ag deireadh an lae is do chinneadh dócha go bheith bunaithe i bpraghas, áfach!

2.3.1. draein reatha

MOSFETanna Fógraítear go ginearálta ag a n draein uasta reatha. Is féidir leis an ngearrthóg fógraíochta, agus na gnéithe liosta ar thaobh tosaigh an datasheet ceanglófar draein reatha leanúnach, Id, ar 70 Amps, agus draein reatha pulsed de 350 Amps. Ní mór duit a bheith an-chúramach leis na figiúirí. Nach bhfuil siad na luachanna ginearálta an meán, ach an t-uasmhéid a bheidh an MOSFET iompar faoi na cúinsí is fearr is féidir. Chun tús, tá siad luaite de ghnáth lena n-úsáid ag teocht pacáiste de 25 ºC. Tá sé an-dócha nuair a bhíonn tú ag dul 70 Amps go mbeidh an cás a bheith fós ag 25ºC! Sa datasheet ba chóir go mbeadh graf ar conas derates an figiúr le teocht ag méadú.

Is é an draein atá ann faoi láthair pulsed luaite i gcónaí faoi choinníollacha leis an aimsir athrú athrú i scríbhinn an-bheag ag bun an leathanaigh! D'fhéadfadh sé seo a bheith ar leithead Pulse uasmhéid cúpla céad microseconds, agus dualgas timthriall (céatadán d'am AR le Off) de ach 2%, nach bhfuil an-phraiticiúil. Le haghaidh tuilleadh eolais a fháil faoi na rátálacha reatha MOSFETanna, bheith ag féachaint ar an doiciméad Idirnáisiúnta ceartaitheoir.

Mura bhfuil tú ar MOSFET amháin le draein uasta reatha ard go leor, ansin is féidir leat ceangal níos mó ná aon comhthreomhar. Féach níos déanaí ar fhaisnéis maidir le conas é seo a.

2.3.2. luas

Beidh tú ag baint úsáide as an MOSFET i modh athraigh a rialú an luas na mótair. Mar a chonaic muid níos luaithe, an níos faide go bhfuil an MOSFET sa riocht ina bhfuil sé nach ar an ná thalamh, an chumhacht níos beidh sé dissipate. Tá roinnt MOSFETanna tapúla ná a chéile. Beidh an chuid is cinn nua-aimseartha a bheith go héasca tapa go leor chun athrú ar deich roinnt de kHz, ós rud é seo beagnach i gcónaí conas a úsáidtear iad. Ar 2 leathanach an datasheet, ba chóir duit a fheiceáil ar na paraiméadair Cas-On Moill Am, Rise Am, Cas-Off Moill Am agus Fall Am. Má tá siad ar fad chuirtear ar bun, beidh sé a thabhairt duit an tréimhse thart íosta cearnach tonn d'fhéadfaí a úsáid chun athrú ar an MOSFET: 229ns. Is ionann sin agus minicíocht 4.3MHz. Tabhair faoi deara go mbeadh sé an-te cé toisc go mbeadh sé a chaitheamh go leor de chuid ama sa athrú thar stáit.

3. Is sampla deartha

Chun a fháil ar roinnt smaoineamh ar conas é a úsáid na bparaiméadar, agus na graif sa datasheet, beidh muid ag dul trí, mar shampla dearadh:
Fadhb: Tá ciorcad rialtóir luas droichead iomlán atá deartha chun rialú mótair 12v. Ní mór do rialtacht athrú a bheith os cionn na teorann inchloiste (20kHz). Tá an mótar le friotaíocht iomlán 0.12 Ohms. Roghnaigh MOSFETanna oiriúnach don chuaird droichead, laistigh de theorainn phraghas réasúnta, agus a mholadh aon heatsinking fhéadfadh a bheith ag teastáil. Is é an teocht chomhthimpeallach glactar leis gur 25ºC.

réiteach: Let bheith ag féachaint ar an IRF3205 agus a fheiceáil má tá sé oiriúnach. An Chéad an draein riachtanas atá ann faoi láthair. Ag stalla, beidh an mótar a chur 12v / 0.12 Ohms = 100 Amps. Déanfaimid dtús buille faoi thuairim ag an teocht acomhal, ag 125ºC Ní mór dúinn teacht ar cad é an draein uasta reatha ag 125ºC dtús. Taispeánann an graf 9 figiúr againn go bhfuil ag 125ºC, is é an draein uasta reatha faoi 65 Amps. Dá bhrí sin, ba chóir IRF2s 3205 comhuaineach a bheith in ann ina leith sin.

Cé mhéad de chumhacht a bheidh an dá MOSFETanna comhthreomhaire dissipating? Let tús leis an diomailt cumhacht ag an am céanna AR agus an mótar stop tagtha, nó díreach ag tosú. Is é sin an uair chearnógacha reatha an ar-friotaíochta. Cad é an RDS (ar) ag 125ºC? Taispeánann Figiúr 4 conas atá sé derated óna luach tosaigh leathanach de 0.008 Ohms, ag fachtóir de thart 1.6. Dá bhrí sin, glacaimid go mbeidh RDS (ar) a 0.008 1.6 x = 0.0128. Dá bhrí sin, tá PD = 50 50 x x 0.0128 32 = Watts. Cé mhéad den am a bheidh an mótar a ceachtar stop tagtha nó ag tosú? Tá sé seo dodhéanta a rá, mar sin beidh orainn a buille faoi thuairim. Is 20% den am go leor le figiúr coimeádach - is dócha a bheith i bhfad níos lú. Ós rud é go n-eascraíonn an chumhacht teasa, agus is é an sheoladh teasa go leor próiseas mall, bíonn an éifeacht diomailt cumhacht a fháil ar an meán amach thar thréimhsí ama sách fada, thart ar soicind. Dá bhrí sin, is féidir linn a derate an ceanglas cumhachta leis an luaite 20%, chun teacht ar diomailt cumhacht an meán 32W x 20% = 6.4W.

Anois, ní mór dúinn a chur ar an chumhacht a dissipated de bharr athrú. Beidh sé seo tarlú le linn an t-ardú agus amanna, a luaitear sa tábla Saintréithe Leictreach mar 100ns agus 70ns seach titim. Is féidir glacadh leis an tiománaí MOSFET sholáthar go leor atá ann faoi láthair chun na riachtanais de na figiúirí (geata friotaíocht foinse tiomáint ar 2.5 Ohms = Pulse tiomáint aschuir reatha 12v / 2.5 Ohms = 4.8 Amps), ansin an cóimheas idir an t-am athrú go seasta-stáit am 170ns * 20kHz = 3.4mW atá negligable. Tá na timings ar-amach le beagán amh, áfach, le haghaidh tuilleadh eolais a fháil faoi ar-uaire amanna, féach anseo.

Anois, cad iad na riachtanais athrú? An long tiománaí MOSFET úsáidimid a dul i ngleic leis an chuid is mó díobh, ach is fiú a sheiceáil. An cas-ar voltas, VGS (ú), ó na graif de Figiúr 3 Tá díreach os cionn 5 volta. Tá feicthe againn cheana féin gur chóir an tiománaí a bheith in ann a foinse 4.8 Amps feadh tréimhse an-ghearr ama.

Anois, cad mar gheall ar an heatsink. B'fhéidir gur mhaith leat a léamh ar an chaibidil ar heatsinks roimh alt seo. Ba mhaith linn a choinneáil ar an teocht an acomhal leathsheoltóra thíos 125ºC, agus táimid ag insint go bhfuil an teocht chomhthimpeallach 25ºC. Dá bhrí sin, le MOSFET dissipating 6.4W ar an meán, ní mór an fhriotaíocht teirmeach níos lú ná (125 - 25) / 6.4 15.6 = ºC / W. Déanann an friotaíocht teirmeach ó acomhal go cás le haghaidh 0.75 ºC / W ar seo, tá cás tipiciúil le luachanna heatsink (ag baint úsáide as cumaisc teirmeach) 0.2 ºC / W, rud a fhágann 15.6 - 0.75 - 0.2 = 14.7 ºC / W don heatsink féin. Tá heatsinks den luach θjc sách beag agus saor. Tabhair faoi deara gur féidir leis an heatsink céanna a úsáid le haghaidh an dá MOSFETanna ar an taobh clé nó do cheart an ualach sa droichead H-, ós rud é riamh an dá an dá MOSFETanna ar ag an am céanna, agus is féidir ní beirt ag dissipating amhlaidh cumhacht ag an am céanna. Ní mór na gcásanna acu a bheith le leictreachas scoite amach, áfach. Féach ar an leathanach heatsinks haghaidh tuilleadh eolais ar an aonrú leictreachais ag teastáil.

4. tiománaithe MOSFET

Dul ar MOSFET cumhacht ar, ní mór an críochfort geata a shocrú chun voltas laghad volta 10 níos mó ná an teirminéal fhoinse (thart 4 volta do MOSFETanna leibhéal loighic). Tá sé seo go compordach os cionn an VGS (ú) paraiméadar.

Is gné amháin de MOSFETanna cumhachta go bhfuil siad toilleas mór fáin idir an geata agus oibriú na gcríochfort eile, SFSanna. Is é an toradh seo go bhfuil nuair a thagann an chuisle chuig an gcríochfort geata, ní mór é a ghearradh ar dtús an toilleas suas roimh an voltas geata is féidir a bheith ag an volts 10 teastáil. An críochfort geata dhéanann ansin go héifeachtach ghlacadh atá ann faoi láthair. Dá bhrí sin, an ciorcad a thiomáineann chóir an críochfort geata a bheith in ann soláthar reatha réasúnta ionas gur féidir leis an toilleas fáin a mhuirearú suas chomh tapa agus is féidir. Is é an bealach is fearr chun é seo a úsáid sliseanna tiománaí MOSFET tiomnaithe.

Tá a lán de na sliseanna tiománaí MOSFET fáil ó roinnt cuideachtaí. Tá cuid Taispeántar le naisc chuig na datasheets sa tábla thíos. Roinnt a cheangal ar an teirminéal foinse MOSFET a bunaithe (don MOSFETanna 2 níos ísle i droichead go hiomlán nó díreach ciorcad athrú simplí). Is féidir le roinnt thiomáint MOSFET leis an foinse ag voltas níos airde. Na bhfuil caidéal aisce ar-sliseanna, rud a chiallaíonn gur féidir leo a ghiniúint na volts 22 gá chun dul ar an MOSFET uachtair i brifge iomlán ar. An TDA340 rialuithe fiú an t-ord swicthing do shon. Is féidir le roinnt a sholáthar oiread agus is 6 Amps reatha mar buille an-ghearr a ghearradh suas an toilleas geata strae.

Le haghaidh tuilleadh eolais a fháil ar MOSFETanna agus conas iad a thiomáint, tá sraith de pháipéir teicniúla ar a raon HEXFET anseo International ceartaitheoir.

Is minic a bheidh tú a fheiceáil friotóir luach íseal idir an tiománaí MOSFET agus an críochfort geata MOSFET. Tá sé seo le dampen síos aon ascaluithe ringing ba chúis leis an ionduchtais agus geata toilleas luaidhe ar féidir a bheith níos mó ná ar shlí eile an voltas uasta a cheadaítear ar an teirminéal geata. slows sé síos freisin ar an ráta ag a casadh an MOSFET isteach agus amach. aisiúil é seo mura bhfuil na dé-óid intreacha sa MOSFET cas ar tapa go leor. Is féidir tuilleadh sonraí seo a fháil sna doiciméid theicniúla Idirnáisiúnta ceartaitheoir.

5. MOSFETanna paralleling

Is féidir MOSFETanna a chur ag an am céanna feabhas a chur ar cumas láimhseála atá ann faoi láthair. Níl ort ach bheith ar an Gheata, Foinse agus críochfoirt Drain chéile. Is féidir aon líon na MOSFETanna a comhthreomhar suas, ach faoi deara go gcuireann an toilleas geata suas mar leat comhthreomhar níos MOSFETanna, agus ar deireadh thiar ní bheidh an tiománaí MOSFET bheith in ann a thiomáint orthu. Tabhair faoi deara nach féidir leat parellel dépholacha mar seo. Na cúiseanna taobh thiar de seo a phlé i bpáipéar teicniúil anseo.

prev:Cad is MOSFET, cad é cuma mhaith, agus conas a oibríonn sé?

Next:FMUSER X01 FM Tarchuradóir Tugann Raidió le Limistéir War-Torn

Fág nóta

Liosta Teachtaireachtaí

Comments Loading ...