Pienikokoiset MOSFETit

Kun MOSFET on kytketty väylään ja kuormamaahan, käytetään korkeajännitteistä sivukytkintä. Usein P-kanavaMOSFETitkäytetään tässä topologiassa, jälleen jännitekäyttöä varten. Virta-arvon määrittäminen Toinen vaihe on valita MOSFETin nykyinen luokitus. Piirirakenteesta riippuen tämän nimellisvirran tulee olla suurin virta, jonka kuorma voi kestää kaikissa olosuhteissa.

Kuten jännitteen tapauksessa, suunnittelijan on varmistettava, että valittuMOSFETkestää tämän nimellisvirran, vaikka järjestelmä tuottaa piikkivirtoja. Kaksi nykyistä tapausta ovat jatkuva tila ja pulssipiikit. Tähän parametriin viitataan FDN304P DATASHEET -tiedoissa, jossa MOSFET on vakaassa tilassa jatkuvassa johtotilassa, kun virta kulkee jatkuvasti laitteen läpi.

Pulssipiikit ovat, kun laitteen läpi virtaa suuri virtapiikki (tai piikki). Kun maksimivirta näissä olosuhteissa on määritetty, on vain valita suoraan laite, joka kestää tämän maksimivirran.

Nimellisvirran valinnan jälkeen on myös laskettava johtavuushäviö. Käytännössä MOSFETit eivät ole ihanteellisia laitteita, koska sähköä johtavan prosessin aikana tapahtuu tehon menetystä, jota kutsutaan johtavuushäviöksi.

MOSFET toimii muuttuvana vastuksena, kun se on "päällä", laitteen RDS(ON) määrittää, ja vaihtelee merkittävästi lämpötilan mukaan. Laitteen tehohäviö voidaan laskea kaavasta Iload2 x RDS(ON), ja koska päällekytkentävastus vaihtelee lämpötilan mukaan, tehohäviö vaihtelee suhteessa. Mitä korkeampi jännite VGS kytketään MOSFETiin, sitä pienempi RDS(ON) on; päinvastoin, mitä korkeampi RDS(ON) on. Järjestelmäsuunnittelijalle tämä on paikka, jossa kompromissit tulevat esiin järjestelmän jännitteestä riippuen. Kannettavissa malleissa on helpompaa (ja yleisempää) käyttää pienempiä jännitteitä, kun taas teollisissa malleissa voidaan käyttää korkeampia jännitteitä.

Huomaa, että RDS(ON)-resistanssi nousee hieman virran mukana. Muutokset RDS(ON)-vastuksen eri sähköisistä parametreista löytyvät valmistajan toimittamasta teknisestä tiedotteesta.

Lämpövaatimusten määrittäminen Seuraava vaihe MOSFETin valinnassa on laskea järjestelmän lämpövaatimukset. Suunnittelijan tulee harkita kahta eri skenaariota, pahin tapaus ja tositapaus. On suositeltavaa käyttää pahimman mahdollisen skenaarion laskentaa, koska tämä tulos tarjoaa suuremman turvamarginaalin ja varmistaa, että järjestelmä ei vioittele.

Laitteessa on myös joitain mittoja, jotka on huomioitavaMOSFETtietolehti; kuten pakatun laitteen puolijohdeliitoksen ja ympäröivän ympäristön välinen lämpövastus ja liitoksen maksimilämpötila. Laitteen liitoslämpötila on yhtä suuri kuin suurin ympäristön lämpötila plus lämpövastuksen ja tehohäviön tulo (liitoslämpötila = suurin ympäristön lämpötila + [lämpövastus x tehohäviö]). Tästä yhtälöstä voidaan ratkaista järjestelmän maksimitehohäviö, joka on määritelmän mukaan yhtä suuri kuin I2 x RDS(ON).

Koska suunnittelija on määrittänyt laitteen läpi kulkevan maksimivirran, RDS(ON) voidaan laskea eri lämpötiloihin. On tärkeää huomata, että yksinkertaisia lämpömalleja käsitellessään suunnittelijan tulee ottaa huomioon myös puolijohdeliitoksen/laitekotelon ja kotelon/ympäristön lämpökapasiteetti; eli vaaditaan, että piirilevy ja pakkaus eivät lämpene heti.

Yleensä, PMOSFET, siinä on loisdiodi, diodin tehtävänä on estää lähde-vuoto-käänteinen kytkentä, PMOS:ssa etuna NMOS:iin nähden on, että sen käynnistysjännite voi olla 0 ja jänniteero DS-jännite ei ole paljon, kun taas NMOS edellyttää, että VGS on suurempi kuin kynnys, mikä johtaa siihen, että ohjausjännite on väistämättä suurempi kuin tarvittava jännite, ja siitä tulee tarpeettomia ongelmia. PMOS on valittu ohjauskytkimeksi, on seuraavat kaksi sovellusta: ensimmäinen sovellus, PMOS suorittaa jännitteen valinnan, kun V8V on olemassa, niin jännitteen antaa kaikki V8V, PMOS sammutetaan, VBAT ei anna jännitettä VSIN:iin, ja kun V8V on alhainen, VSIN saa virtansa 8 V:sta. Huomaa R120:n maadoitus, vastus, joka vetää tasaisesti hilajännitteen alas varmistaakseen oikean PMOS-kytkennän, tilavaara, joka liittyy aiemmin kuvattuun korkeaan hilaimpedanssiin.

D9:n ja D10:n toiminnot estävät jännitteen palautumisen, ja D9 voidaan jättää pois. On huomattava, että piirin DS on itse asiassa käänteinen, joten kytkentäputken toimintaa ei voida saavuttaa liitetyn diodin johdolla, mikä tulee huomioida käytännön sovelluksissa. Tässä piirissä ohjaussignaali PGC ohjaa, syöttääkö V4.2 tehoa P_GPRS:lle. Tämä piiri, lähde- ja nieluliittimet eivät ole kytketty vastakkaiseen, R110 ja R113 ovat olemassa siinä mielessä, että R110 ohjausportin virta ei ole liian suuri, R113 ohjausportin normaali, R113 ylösveto korkealle PMOS: sta lähtien, mutta myös voidaan nähdä ohjaussignaalin vetäytymisenä, kun MCU:n sisäiset nastat ja ylösveto, eli avoimen tyhjennyksen lähtö, kun lähtö ei ohjaa PMOS pois päältä, tällä hetkellä se tarvitsee ulkoisen jännitteen vetäytymiseen, joten vastuksella R113 on kaksi roolia. r110 voi olla pienempi, jopa 100 ohmia.