1. Sarrera

MOSFETs lau mota ezberdinetan etorri. hobekuntza edo agortzea modua izan daitezke, eta N-kanal edo p kanaleko izan daitezke. Besterik n kanaleko hobekuntza moduan MOSFETs interesatzen zaizkigu, eta horiek buruz hitz egin zuen hemendik aurrera bakarrak izango. Badira ere logika-maila MOSFETs eta MOSFETs normal. mota bai erabili ahal izango dugu.

iturburu terminal da normalean negatiboa, eta ihesa positiboa (izenak iturburu eta ihesa elektroi erreferentzia) da. diagram Goiko MOSFET zehar konektatutako diodo bat erakusten du. diodo Hau deitzen da "intrintsekoa diodo", da silizio MOSFET egituran txertatua dagoelako. modu power MOSFETs siliziozko geruza sortzen dira ondorio bat da, eta oso baliagarria izan daiteke. MOSFET arkitekturetan gehienetan, MOSFET bera bezain egungo berean dago emaitzarik.

2. MOSFET bat aukeratzea.

MOSFETs parametroak aztertzeko, baliagarria lagin Fitxa bat entregatu behar da. Klikatu hemen Nazioarteko Rectifier IRF3205, bertan egon gara izango da fitxa bat irekitzeko. Lehen garrantzizko parametro horrekin egingo dugu aurre batzuen bidez joan behar dugu.

2.1. MOSFET parametroak

Erresistentziari dagokionez, R_{ds (on).}
Hau iturria eta ihesa terminalen arteko erresistentzia denean MOSFET guztiz piztuta dago.

Ihesa gehieneko korrontea, I_{d (max).}
Hau da, gehienez egungo MOSFET dela ihesa iturburu igarotzean okupa dezake. Da, neurri handi batean, pakete eta RDS (on) arabera zehaztuko da.

Potentzia xahutzea, P_d.
Hau gehienez power manipulazioa MOSFET, neurri handi batean pakete mota da ere araberakoa gaitasuna da.

Lineala derating faktorea.
Hau da, zenbat potentzia maximoa xahutzen parametroa gainetik murriztu behar ºC bakoitzeko, tenperatura 25ºC gora igotzen da.

Elur-jausien energia E_A
Hau da, zenbat energia MOSFET du mendizale baldintza pean jasan dezake. Mendizale gertatzen gehienezko ihesa-to-iturria tentsio gainditzen denean, eta egungo MOSFET bidez juncales. Horrek ez du kalte iraunkor gisa, energia (power x denbora), betiere mendizale ere sor ez du gehienez gainditzen.

Diodo puntuen berreskurapena, dv / dt
Hau da, nola azkar berezko diodo off egoera (alderantzizko bidean) joan daiteke aurreko egoerara on (zuzendaria). araberakoa zenbat tentsio zehar ibili da, horrexegatik da aurretik da. Hori dela eta, denbora hartu, t = (alderantzizko tentsio / gailurra diodo berreskuratzeko).

Deuritik iturrira matxura tentsioa, V_DSS.
Hau gehieneko tentsio hori ihesa jar daitezke iturria denean MOSFET itzalita dagoela da.

Erresistentzia termikoa, θ_jc.
erresistentzia termiko buruzko informazio gehiago eskuratzeko, ikusi heatsinks kapituluan.

Atariko Atalaseko Tentsioa, V_{GS (th)}
Hau atea eta iturria terminalen arteko beharrezko on MOSFET pizteko gutxieneko tentsio da. hau baino gehiago behar da erabat aktiba izango da.

Aurrera transkonduktantzia, g_fs
ate-iturria tentsioa handitu den heinean, betiere MOSFET besterik aktiba hasita, Vgs eta ihesa uneko arteko harremana nahiko lineala dauka. Parametro hau da, besterik gabe (Id / Vgs) atalean lineal honetan.

Sarrerako kapazitatea, C_ISS
Hau atea terminal eta iturria eta ihesa terminalen artean lumped kapazitantzia da. ihesa kapazitantzia garrantzitsuenetakoa da.

Ez dago MOSFETs sarrera zehatzagoa bat International Rectifier Acrobat (PDF) dokumentuan da Power MOSFET Basics. Horrek azaltzen du zein diren parametro batzuk MOSFETen eraikuntzari dagokionez.

2.2. aukera egitea

Power eta beroa

Hori MOSFET nahi contend izango boterea erabakitzeko faktore garrantzitsu bat da. MOSFET batean xahutzen boterea zehar tentsioa korrontea igaro aldiz da. elektrizitate-kantitate handiak kommutazio bada ere, hau nahiko txikia izan behar duelako bai zehar tentsioa oso txikia da (switch itxita dago - MOSFET on da), edo korrontearen bidez oso txikia da (switch irekia da joan - MOSFET da off). MOSFET denean on da zeharkatuz Tentsio MOSFET erresistentzia izango da, RDS (on) aldiz korrontearen sakon joan. Erresistentzia hori, RDSon, power MOSFETs ona da 0.02 Ohms baino txikiagoa izango da. Ondoren MOSFET batean xahutzen potentzia da:

40 Amps, 0.02 Ohms of RDSon korronte bat, botere hori 32 Watts da. heatsink gabe, MOSFET erre litzateke askoz botere hori barreiatzaile. heatsinks: heatsink bat aukeratzea berez gaia, hau da, zergatik ez da eskainitako kapitulu bat da.

On-erresistentzia ez da botere MOSFET batean xahutzen kausa bakarra. Beste iturri gertatzen denean MOSFET da estatuen artean aldatzeko. denbora epe labur batean, MOSFET da erdi eta erdi off. Goiko gisa adibide bera zifrak erabiliz, uneko balio erdia, 20 Amps egon behar dute, eta tentsioa balio erdia izan daiteke, 6 volt aldi berean. Orain xahutzen boterea 20 6 × = 120 Watts da. Hala ere, MOSFET da bakarrik hau barreiatzaile denbora hori MOSFET da estatuen artean aldatzeko epe labur batean. The honek eragindako batez besteko potentzia xahutzen da, beraz, askoz gutxiago, eta aldiz erlatiboa MOSFET hori aldatzea eta ez kommutazio araberakoa. bataz xahutzen da ekuazioa ematen:

2.3. Adibidea:

Arazoa MOSFET A 20kHz at piztuta dago, eta 1 microsecond hartzen aldatzeko estatuen artean (urruntzeko on eta off-etorria). hornidura tentsio The 12v eta egungo 40 Amps da. Kalkulatu switching power bataz galera, tentsio eta korronte balioen erdia dira switching aldian zehar suposatuz.

Irtenbidea: 20kHz at, ez MOSFET kommutazio agerraldia 25 mikrosegundo bakoitzean (50 mikrosegundoko guztietan switch bat, eta switch bat off 50 mikrosegundo bakoitzean) da. Beraz, denbora kommutazio denbora guztira ratioa 1 / 25 = 0.04 da. The power xahutzen denean kommutazio da (12v / 2) x (40A / 2) = 120 Watts. Beraz, switching bataz galera 120W x 0.04 4.8 = Watts da.

1 Watt buruz gainetik Edozein botere xahutzen MOSFET dela heatsink bat muntatu da eskatzen. Power MOSFETs paketeak barietate bat etorriko, baina normalean hori heatsink aurka jarritako metal fitxa bat dute, eta bero egiteko MOSFET semiconductor metrora erabiltzen da.

power paketea manipulazioa estra heatsink bat gabe oso txikia da. normalean ihesa - MOSFETs batzuetan, metal fitxan dago barrutik MOSFETs Terminaletan bat konektatutako. Hau desabantaila bat dela esan nahi ezin duzula doitzeko MOSFET bat baino gehiago heatsink bat elektrikoki MOSFET paketea isolatzea metal heatsink gabe gisa. Hau mehe mica paketea eta heatsink artean jartzen izarak egin daiteke. MOSFETs batzuk Terminaletan, hau da, hobeto isolatu paketea dute. Egunaren amaieran, zure erabakia litekeena prezioa beharreko oinarritzen da, hala ere!

2.3.1. Drain egungo

MOSFETs, oro har, bere ihesa gehienez egungo iragarritako. The publizitate Deskribapenaren, eta ezaugarri Fitxa aurrealdean zerrendan etengabeko ihesa korronte bat, Id, 70 Amps, eta pultsu ihesa 350 Amps korronte bat aipa dezaket. Oso zifra hauekin kontuz ibili behar duzu. Ez dira, batez besteko balioak general, baina gehienezko MOSFET izango da zirkunstantzia ahalik eta ondoen azpian eraman. Hasiera batean, normalean dira pakete 25 ºC-ko tenperaturan erabiltzeko kotizatzen. oso zaila da denean 70 Amps pasatzen ari dela, hori horrela izango da oraindik 25ºC izango! Fitxa daude zenbat zifra hori tenperatura igo derates grafiko bat izan behar du.

The pultsatuko ihesa uneko beti piztuta, aldiz, baldintza kommutazio idatziz oso txikietan orriaren behealdean azpian aipatuko dela? Hau gehienez pultsu ehun mikrosegundoko pare bat zabalera, eta betebeharra ziklo bat (denbora portzentaje OFF ON)% 2 soilik, eta hori ez da oso praktikoa izan daiteke. Egungo MOSFETs balorazioak buruzko informazio gehiago nahi izanez gero, nazioarteko Rectifier dokumentu honetan begirada bat izan.

Ezin baduzu nahikoa gehienez ihesa uneko handia duten MOSFET bakar bat aurkitu, eta gero bat paraleloan baino gehiago konektatu ahal izango duzu. Ikusi geroago hau nola egiten den jakiteko.

2.3.2. Abiadura

MOSFET erabiliz piztuta modua batean motor abiadura kontrolatzeko izango duzu. Lehen ikusi dugun bezala, jada MOSFET duten egoera da, non da ez on ezta off, energia gehiago xahutzen izango da. MOSFETs batzuk besteak baino azkarragoak dira. Berriagoekin erraz izango azkar nahikoa kHz hamarnaka at aldatu, hau da, ia beti nola erabiltzen dira geroztik. On orria Fitxa du 2, ikusiko duzu behar parametroak Piztu On atzerapena, Rise Time, desbideratzea atzerapena eta Fall Time. 229ns: horiek guztiak batu bada, gutxieneko tarifak uhin karratu aldi hori erabili ahal izango MOSFET hau aldatzeko aukera emango du. Hau 4.3MHz maiztasuna adierazten du. Ohartu oso beroa izango litzateke, nahiz eta bere denbora asko igaro lukeelako egoera baino switching ere.

3. diseinu adibide bat

parametroak, eta erakutsi nola erabili Fitxa ideia batzuk lortzeko, egingo diseinu adibide bat igaroko ditugu:
Arazoa: Zubi osoko abiadura dituen zirkuitu bat 12v motor bat diseinatu da. switching maiztasuna entzuteko muga (20kHz) gainetik egon behar du. Motor 0.12 Ohms erresistentzia ditu guztira. Aukeratu MOSFETs egokia zubi zirkuituan, prezio arrazoizko muga baten barruan, eta hori eskatu ahal izango dira edozein heatsinking iradokitzen. giro tenperatura suposatzen da 25ºC izan.

Irtenbidea: Lets IRF3205 begirada bat izan eta ikusi egokia bada. Lehen ihesa uneko baldintza. saltoki berean, motorra 12v / 0.12 Ohms = 100 Amps hartuko. izango dira lehenengo dugu etxebizitza bat bidegurutzera tenperatura, 125ºC at zer gehienezko ihesa uneko 125ºC da lehen aurkitu behar dugu. Kopuru 9 grafikoa erakusten digu 125ºC at, gehienezko ihesa uneko 65 Amps ingurukoa da. Beraz 2 paraleloan IRF3205s zentzu honetan gai izan behar du.

Zenbat boterea bi MOSFETs paralelo egon beharko barreiatzaile? Lets power xahutzen bitartean eta gelditu motorra, edo besterik hasita hasteko. Hori uneko karratuaren aldiz on-erresistentzia da. Zer da RDS (on) 125ºC at? Kopuru 4 erakusten du nola bere aurrean-orri 0.008 Ohms balioa from da derated, 1.6 buruz faktore bat. Beraz, suposatuko dugu RDS (on) 0.008 1.6 x = 0.0128 izango da. Beraz PD = 50 50 x x 0.0128 32 = Watts. Nola denbora askoz motorra bai gelditu egingo da edo hasita? Hau ezinezkoa da, beraz, asmatu beharko dugu. 20% denbora nahiko zifra kontserbadorea da - litekeena asko gutxiago izan behar da. boterea bero eragiten geroztik, eta oso prozesu motela bero eroankortasuna da, botere xahutzen eragina joera batezbeste ateratzeko denbora nahiko luzea epeak baino gehiago, segundo eskualdean. Hori dela aipatuko% 20 batera power baldintza derate dezakegu, batez besteko potentzia 32W x 20% = 6.4W xahutzen bat iristen.

Orain kommutazio ondorioz xahutzen boterea gehitu behar dugu. Hau da gorantz gertatzen eta erori aldiz, diren ezaugarriak elektrikoa mahai 100ns eta 70ns gisa aipatuak hurrenez hurren. MOSFET gidariaren suposatuz nahikoa egungo zifra horien eskakizunak betetzeko (atea disko iturburu 2.5 Ohms = pultsu irteera disko 12v / 2.5 Ohms = 4.8 Amps korronte erresistentzia) hornitzeko daiteke, ondoren, denbora kommutazio ratioa denbora da-egoera danborrada 170ns * 20kHz = 3.4mW hau da negligable. on-off epeak hauek apur bat gordin dira ordea, buruz on-off aldiz, ikusi hemen informazio gehiago jasotzeko.

Orain zer kommutazio baldintzak? The MOSFET gidari ontzia erabiliko ditugu horietako gehienak aurre, baina bere merezi egiaztapena. txanda-on tentsioa, Vgs (th), irudian 3 grafikoak batetik 5 pasatxo volt da. Dagoeneko ikusi dugu kontrolatzailea 4.8 Amps iturri denbora epe oso laburrean izan behar du.

Orain heatsink buruz zer. heatsinks kapituluan irakurtzeko Atal honetan aurretik dezakezu. tenperatura mantentzeko semiconductor bidegurutzean 125ºC beherago eman nahi dugu, eta izan dugu kontatu inguruneko tenperatura 25ºC da. / 6.4 125 = ºC / W - Beraz, MOSFET bat 25W barreiatzaile batez beste batekin, erresistentzia termiko guztira (6.4 15.6) baino txikiagoa izan behar du. bidegurutzera erresistentzia termikoa kasuan osatzen 0.75 ºC for / W honen, heatsink balioak (konposatu termikoak erabiliz), kasu tipikoa 0.2 ºC / W, bertan 15.6 uzten - 0.75 - 0.2 = 14.7 ºC / W heatsink bera da. θjc balio honen Heatsinks nahiko txiki eta merkeak dira. Oharra heatsink bera duten bi edo H- zubia ere karga eskubidea ezkerrera MOSFETs erabil daiteke, bi MOSFETs hauek inoiz ez dira bai geroztik, aldi berean, eta, beraz, ezin da inoiz biak barreiatzaile power at aldi. Horietako kasu elektrikoki isolatua izan behar baitu. Ikusi heatsinks orrialde eskatutako isolamendu elektrikoa, informazio gehiago eskuratzeko.

4. MOSFET gidariak

buruzko power MOSFET bat pizteko, atea terminalean den tentsio bat gutxienez 10 volt sorburu terminal (volt 4 buruz logika maila MOSFETs da) baino handiagoa izan behar du. Hau erosoa Vgs (th) parametroa da.

power MOSFETs ezaugarri bat da atea eta beste terminal, CISS arteko kaleko kapazitantzia handi bat dutela. Hau indarrean dago, atean terminalera pultsua iristen denean, hura lehen kobratu behar kapazitantzia hau ireki atea tentsio aurretik beharrezkoa 10 volt irits daiteke. atea terminal The orduan eraginkortasunez hartu du gaur egungo. Beraz zirkuituan gidatzen duen atea terminal zentzuzko egungo hornitzeko beraz kaleko kapazitantzia kobratuko daiteke gora azkar, ahalik eta gai izan behar dute. Horretarako modurik onena da dedikatu MOSFET gidari txip bat erabili.

Hainbat enpresatako eskuragarri MOSFET gidari txip asko daude. Batzuk beheko taulan fitxak loturak agertzen dira. Batzuk MOSFET iturburu terminalean oinarrituak izango da (beheko 2 MOSFETs zubi osoa osoan edo switching zirkuitu sinple bat) eskatzen. Batzuk MOSFET bat gidatu daiteke tentsio handiagoa at iturri batera. Hauek antolaketa txiparen karga pump, horrek esan nahi du goiko MOSFET piztu brifge osoa beharrezkoak 22 volt sortzen ahal izango dute. TDA340 are swicthing sekuentzia zuretzat kontrolatzen du. Batzuk gisa 6 Amps egungo bezainbeste pultsu oso laburrean kobratu kaleko atea kapazitantzia bezala hornitzeko.

MOSFETs buruzko informazio gehiago eta nola horiek gidatzeko baterako, Nazioarteko Rectifier bere HEXFET sorta on tekniko paperak hemen multzo bat du.

Askotan MOSFET gidari eta MOSFET atea terminal arteko balio erresistentzia txikiko bat ikusiko duzu. Hau da behera dampen edozein berunezko induktantzia eta atea kapazitantzia zein bestela gaindituko gehienezko tentsio atea terminal onartzen eragindako dei-oszilazioak. halaber moteltzen behera tasa zein MOSFET pizten eta itzaltzen. Honek baliagarria izan daiteke MOSFET berez diodoak ez bada piztu bezain azkar. honen informazio gehiago nahi International Rectifier dokumentu teknikoak aurki daiteke.

5. Aldi MOSFETs

MOSFETs paraleloan jarri daiteke uneko manipulazio gaitasuna hobetzeko. Besterik gabe, batu Gate, Iturria eta Drain terminalak elkarrekin. MOSFETs edozein zenbaki paraleloan daiteke, baina kontuan atea kapazitantzia dela gehitzen MOSFETs gehiago paralelo gisa, eta azkenean MOSFET gidaria ez da izango haiek gidatzeko gai izango. Kontuan ezin duzula parellel hau bezalako transistore bipolarrak. horren zergatiak paper tekniko bat ere eztabaidatuko dira hemen.

Aurrekoa:Zer da MOSFET bat, zer esan nahi du itxura, eta nola funtzionatzen du?

Hurrengoa:FMUSER X01 FM transmisorea ekartzen Radio gerra-gizona Arloak

Utzi mezu bat

Mezu zerrenda

Comments jasotzen ...

Produktuak Kategoria

Produktuak Tags

fmuser Sites

Zer dira MOSFET eta MOSFET kontrolatzaileak?

Utzi mezu bat

Mezu zerrenda