Izvēloties pareizo tranzistoru: izpratne par dinamisko MOSFET parametriem

Computational Thinking - Computer Science for Business Leaders 2016 (Maijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Izvēloties pareizo tranzistoru: izpratne par dinamisko MOSFET parametriem


Šajā rakstā mēs apspriedīsim MOSFET raksturlielumus, kas saistīti ar pārejošiem apstākļiem un komutācijas režīmu.

Iepriekšējā rakstā par zemfrekvences MOSFET tika apskatīti parametri, piemēram, sliekšņa spriegums, pretestība uz valsts un maksimālā drenāžas strāva, kas regulē MOSFET līdzsvara stāvokli. Šīs īpašības attiecas uz visām lietojumprogrammām, un, izstrādājot zemas frekvences sistēmu, tie aptver lielāko daļu informācijas, kas jums ir jāizvēlas piemērota ierīce.

Tomēr mūsdienās ir ļoti bieži izmantot MOSFET kā slēdžus, kurus kontrolē salīdzinoši augstas frekvences (un bieži vien ar impulsa platuma modulāciju) ciparu signāli, pat analogos lietojumos. Lielisks piemērs ir D klases pastiprinātājs.

Neskatoties uz to, ka ieejas signāls ir analogs un izejas signāls ir analogs, pastiprināšana tiek panākta, izmantojot tranzistorus, kas tiek pārslēgti no pilnībā uz pilnīgu izslēgšanos. Pārslēgšanas režīma vadība ir ievērojami efektīvāka nekā lineāra vadība, un tas padara to par pievilcīgu iespēju pat tad, ja iegūtais ķēdes modelis ir sarežģītāks, un skaņas pārslēgšanas negatīvi ietekmē radīto signālu.

Pārejoši maksimumi

Iepriekšējā rakstā mēs apspriedām maksimālo nepārtraukto aizplūšanas strāvu. Šis parametrs ir atbilstošs īslaicīgu notikumu spec.

Maksimālo pagaidu izlādes strāvu sauc par "impulsa drenāžas strāvu" vai "maksimālo drenāžas strāvu". Šeit ir daži mainīgie lielumi (impulsa platums, darba cikls, apkārtējā temperatūra), tādēļ šī spec nav īpaši noderīga. Tomēr tas dod jums vispārēju priekšstatu par to, cik daudz īstermiņa strāvu ierīce var uzturēt, un dažos gadījumos tas būs svarīgāks par līdzsvara stāvokļa ierobežojumu (es domāju par lietojumprogrammām, kurās augsta stresa apstākļi ir saistītas ar šaujamierīci, impulsu vai zemas slodzes ciklu PWM).

Vēl viens parametrs, kas saistīts ar izvairīšanos no bojājumiem saistībā ar pārejošiem notikumiem, ir drenāžas avota lavīnas enerģija. Spec ir norādīts džoulu vienībās, bet tas ir saistīts ar spriegumiem, kas pārsniedz MOSFET izplūdes avota sadalījuma spriegumu. Šis jautājums ir nedaudz sarežģīts un noteikti neietilpst šī īsā raksta darbības jomā. Ja vēlaties uzzināt vairāk par lavīnu īpašībām, iesaku šo piezīmju no Infineon.

  • Ievades kapacitāte (C ISS ) ir kapacitāte, ko novēro ievades signālam, ti, C GD plus C GS .
  • Izvades kapacitāte (C OSS ) ir izejas signāla redzamā kapacitāte; atsevišķu FET kontekstā izejas terminālis ir aizplūšana, tāpēc C OSS = C GD + C DS .
  • Reversās apmaiņas kapacitāte (C RSS ) ir kapacitāte starp kanālu un vārtiem, ti, C RSS = C GD .

Ievades kapacitāte (kopā ar vadītāja shēmas pretestību) ietekmē pārslēgšanas raksturlīknes, jo lielāka ieejas jauda nozīmē vairāk ieslēgšanās un izslēgšanas kavēšanās. Jums ir jāuzlādē šī kapacitāte, kad jūs vadāt FET vadītspēju, un jums tas jāizdod, kad vēlaties izslēgt ierīci.

Izejas jauda tiek uzsākta, kad mēs apsveram jaudas izkliedēšanu un resonējošo pārslēgšanās ķēdes frekvenci.

Reversās pārsūtīšanas kapacitāte ietekmē ieslēgšanās un izslēgšanās laiku (nav pārsteidzoši, jo tas ir daļa no ieejas jaudas), bet pamanīs, ka tas veido atgriezeniskās saites cilpu (jo notekas tiek uzskatīts par izeju un vārti tiek uzskatīti par ievadi). Atgriezeniskās saites ceļā esošais kondensators ir pakļauts Millera efektam, un līdz ar to tas, cik lielā mērā C RSS ietekmē pārejošu reakciju, ir lielāks nekā mēs sagaidām, pamatojoties uz nominālo kapacitātes vērtību.

Vārtu iekasēšana

Izrādās, ka MOSFET ieejas jauda nav visuzticamākais veids, kā novērtēt ierīces maiņas raksturlīknes, jo kapacitātes vērtības ietekmē sprieguma un strāvas apstākļi. Sekojošais gabals sniedz priekšstatu par to, kā trīs kapacitātes vērtības mainās, reaģējot uz izmaiņām noteces avota spriegumā.