U primu passu hè di fà una selezzioneMOSFET, chì vene in dui tipi principali: N-channel è P-channel. In i sistemi di putenza, i MOSFET ponu esse pensati cum'è switch elettrici. Quandu una tensione pusitiva hè aghjuntu trà a porta è a fonte di un MOSFET N-channel, u so switch conduce. Durante a cunduzzione, u currente pò scorri à traversu u switch da u drain à a surgente. Ci hè una resistenza interna trà u drenu è a fonte chjamata RDS(ON) di resistenza. Deve esse chjaru chì a porta di un MOSFET hè un terminal d'alta impedenza, cusì una tensione hè sempre aghjuntu à a porta. Questa hè a resistenza à a terra chì a porta hè cunnessa in u schema di circuitu presentatu dopu. Se u cancellu hè lasciatu dangling, u dispusitivu ùn operarà micca cum'è cuncepitu è pò accende o spegne in i mumenti inopportuni, risultatu in una putenziale perdita di putenza in u sistema. Quandu a tensione trà a surgente è a porta hè zero, l'interruttore si spegne è u currente smette di scorri à traversu u dispusitivu. Ancu s'è u dispusitivu hè disattivatu à stu puntu, ci hè sempre un picculu currenti presente, chì hè chjamatu currenti di fuga, o IDSS.
Passu 1: Sceglite N-canale o P-canale
U primu passu per selezziunà u dispusitivu currettu per un disignu hè di decide di utilizà un MOSFET N-channel o P-channel. in una applicazione di putenza tipica, quandu un MOSFET hè in terra è a carica hè cunnessa à a tensione di u troncu, chì MOSFET custituisce u cambiamentu laterale di bassa tensione. In un interruttore laterale di bassa tensione, un canale NMOSFETdeve esse usatu per via di a cunsiderà di a tensione necessaria per spegne o accende u dispusitivu. Quandu u MOSFET hè cunnessu à l'autobus è a carica hè messa in terra, l'interruttore laterale d'alta tensione deve esse usatu. Un MOSFET di canale P hè generalmente utilizatu in questa topulugia, di novu per considerazioni di unità di tensione.
Passu 2: Determinà a valutazione attuale
U sicondu passu hè di selezziunà a valutazione attuale di u MOSFET. Sicondu a struttura di u circuitu, sta valutazione attuale deve esse a corrente massima chì a carica pò sustene in ogni circustanza. Simile à u casu di tensione, u designer deve assicurà chì u MOSFET selezziunatu pò resistà à sta valutazione attuale, ancu quandu u sistema genera correnti spike. I dui casi attuali cunsiderati sò u modu cuntinuu è i spikes di impulsu. Stu paràmetru hè basatu annantu à u FDN304P tube DATASHEET cum'è riferimentu è i paràmetri sò mostrati in a figura:
In modu di cunduzzione cuntinuu, u MOSFET hè in u statu fermu, quandu u currente scorri continuamente attraversu u dispusitivu. Spikes Pulse sò quandu ci hè una grande quantità di surge (o spike current) chì scorri à traversu u dispusitivu. Una volta chì a currente massima in queste cundizioni hè stata determinata, hè solu una questione di selezziunà direttamente un dispositivu chì pò sustene sta corrente massima.
Dopu à sceglie u currenti nominali, vi tocca dinù calculà a perdita di cunduzzione. In pratica, uMOSFETùn hè micca u dispusitivu ideale, perchè in u prucessu di cunduzzione ci sarà a perdita di putenza, chì hè chjamatu perdita di cunduzzione. MOSFET in "on" cum'è una resistenza variabile, determinata da u RDS di u dispusitivu (ON), è cù a temperatura è cambiamenti significativu. A dissipazione di a putenza di u dispusitivu pò esse calculata da Iload2 x RDS(ON), è postu chì a resistenza di l'accensione varia cù a temperatura, a dissipazione di u putere varieghja proporzionalmente. U più altu hè a tensione VGS applicata à u MOSFET, u più chjucu u RDS (ON) serà; à l'inverse, plus l'RDS(ON) sera élevé. Per u disegnatore di u sistema, questu hè quì chì i scambii entranu in ghjocu secondu a tensione di u sistema. Per i disinni portatili, hè più faciule (è più cumuni) di utilizà tensioni più bassi, mentre chì per i disinni industriali, ponu esse aduprati tensioni più alti. Nota chì a resistenza RDS (ON) cresce ligeramente cù u currente. Variazioni in i diversi parametri elettrici di a resistenza RDS (ON) ponu esse truvate in a scheda tecnica furnita da u fabricatore.
Passu 3: Determinà i Requisiti Termali
U prossimu passu in a selezzione di un MOSFET hè di calculà i requisiti termichi di u sistema. U designer deve cunsiderà dui scenarii diffirenti, u peghju casu è u casu veru. U calculu per u peghju scenariu hè cunsigliatu perchè stu risultatu furnisce un marghjenu più grande di sicurità è assicura chì u sistema ùn falla micca. Ci hè ancu alcune misurazioni per esse cunzignate nantu à a scheda di dati MOSFET; cum'è a resistenza termale trà a junction semiconductor di u dispusitivu imballatu è l 'ambienti, è a temperatura massima junction.
A temperatura di junction di u dispusitivu hè uguali à a temperatura ambiente massima più u pruduttu di a resistenza termale è a dissipazione di putenza (temperatura di junction = temperatura ambiente massima + [resistenza termale × dissipazione di putenza]). Da questa equazione pò esse risolta a dissipazione di potenza massima di u sistema, chì hè per definizione uguale à I2 x RDS(ON). Siccomu u persunale hà determinatu a corrente massima chì passa per u dispusitivu, RDS (ON) pò esse calculatu per diverse temperature. Hè impurtante à nutà chì quandu si tratta di mudelli termali simplici, u designer deve ancu cunsiderà a capacità di calore di u casu di junction / device semiconductor è u casu / ambiente; vale à dì, hè necessariu chì u circuitu stampatu è u pacchettu ùn si riscaldanu micca immediatamente.
Di solitu, un PMOSFET, ci sarà un diodu parasitatu presente, a funzione di u diodu hè di impedisce a cunnessione inversa fonte-drain, per PMOS, u vantaghju annantu à NMOS hè chì u so voltage turn-on pò esse 0, è a differenza di tensione trà u PMOS. A tensione DS ùn hè micca assai, mentri l'NMOS in cundizione esige chì u VGS sia più grande di u sogliu, chì portarà à a tensione di cuntrollu hè inevitabbilmente più grande di a tensione necessaria, è ùn ci saranu prublemi inutili. PMOS hè sceltu cum'è l'interruttore di cuntrollu per e duie applicazioni seguenti:
A temperatura di junction di u dispusitivu hè uguali à a temperatura ambiente massima più u pruduttu di a resistenza termale è a dissipazione di putenza (temperatura di junction = temperatura ambiente massima + [resistenza termale × dissipazione di putenza]). Da questa equazione pò esse risolta a dissipazione di potenza massima di u sistema, chì hè per definizione uguale à I2 x RDS(ON). Siccomu u designer hà determinatu a corrente massima chì passa per u dispusitivu, RDS (ON) pò esse calculatu per diverse temperature. Hè impurtante à nutà chì quandu si tratta di mudelli termali simplici, u designer deve ancu cunsiderà a capacità di calore di u casu di junction / device semiconductor è u casu / ambiente; vale à dì, hè necessariu chì u circuitu stampatu è u pacchettu ùn si riscaldanu micca immediatamente.
Di solitu, un PMOSFET, ci sarà un diodu parasitatu presente, a funzione di u diodu hè di impedisce a cunnessione inversa fonte-drain, per PMOS, u vantaghju annantu à NMOS hè chì u so voltage turn-on pò esse 0, è a differenza di tensione trà u PMOS. A tensione DS ùn hè micca assai, mentri l'NMOS in cundizione esige chì u VGS sia più grande di u sogliu, chì portarà à a tensione di cuntrollu hè inevitabbilmente più grande di a tensione necessaria, è ùn ci saranu prublemi inutili. PMOS hè sceltu cum'è l'interruttore di cuntrollu per e duie applicazioni seguenti:
Fighjendu stu circuitu, u segnu di cuntrollu PGC cuntrolla se V4.2 furnisce o micca u putere à P_GPRS. Stu circuitu, a surgente è i terminali di drenu ùn sò micca cunnessi à l'inversu, R110 è R113 esistenu in u sensu chì u currente di a porta di cuntrollu R110 ùn hè micca troppu grande, R113 cuntrolla a porta di u normale, R113 pull-up à altu, cum'è PMOS , ma ancu pò esse vistu cum'è un pull-up nantu à u segnu di cuntrollu, quandu u MCU pins internu è pull-up, vale à dì, l 'output di l'apertu-drain quandu l'output hè apertu-drain, è ùn pò guidà u PMOS. off, à stu tempu, hè necessariu di voltage esterni datu pull-up, tantu resistor R113 ghjucà dui rolli. Avarà bisognu di una tensione esterna per dà u pull-up, cusì a resistenza R113 ghjoca dui roli. r110 pò esse più chjucu, à 100 ohms pò ancu.
Postu tempu: Apr-18-2024
