చిన్న వోల్టేజ్ MOSFETలను సరిగ్గా ఎలా ఎంచుకోవాలి

చిన్న వోల్టేజ్ MOSFET ఎంపిక చాలా ముఖ్యమైన భాగంMOSFETఎంపిక మంచిది కాదు మొత్తం సర్క్యూట్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని మరియు ధరను ప్రభావితం చేయవచ్చు, కానీ ఇంజనీర్లకు చాలా ఇబ్బందిని కలిగిస్తుంది, MOSFET ను ఎలా సరిగ్గా ఎంచుకోవాలి?

 

 

N-ఛానల్ లేదా P-ఛానల్‌ను ఎంచుకోవడం డిజైన్ కోసం సరైన పరికరాన్ని ఎంచుకోవడంలో మొదటి దశ N-ఛానల్ లేదా P-ఛానల్ MOSFETని ఉపయోగించాలా వద్దా అని నిర్ణయించడం ఒక సాధారణ పవర్ అప్లికేషన్‌లో, MOSFET అనేది తక్కువ-వోల్టేజ్ సైడ్ స్విచ్‌ని కలిగి ఉంటుంది MOSFET గ్రౌన్దేడ్ చేయబడింది మరియు లోడ్ ట్రంక్ వోల్టేజ్‌కి కనెక్ట్ చేయబడింది. తక్కువ వోల్టేజ్ వైపు స్విచ్‌లో, పరికరాన్ని ఆఫ్ చేయడానికి లేదా ఆన్ చేయడానికి అవసరమైన వోల్టేజ్‌ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం వల్ల N-ఛానల్ MOSFETని ఉపయోగించాలి.

 

MOSFET బస్సుకు కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు మరియు లోడ్ గ్రౌన్దేడ్ అయినప్పుడు, అధిక వోల్టేజ్ వైపు స్విచ్ ఉపయోగించాలి. P-ఛానల్ MOSFETలు సాధారణంగా ఈ టోపోలాజీలో వోల్టేజ్ డ్రైవ్ పరిశీలనల కోసం ఉపయోగించబడతాయి. ప్రస్తుత రేటింగ్‌ను నిర్ణయించండి. MOSFET యొక్క ప్రస్తుత రేటింగ్‌ను ఎంచుకోండి. సర్క్యూట్ నిర్మాణంపై ఆధారపడి, ఈ ప్రస్తుత రేటింగ్ అన్ని పరిస్థితులలోనూ లోడ్ తట్టుకోగల గరిష్ట కరెంట్ అయి ఉండాలి.

 

వోల్టేజ్ విషయంలో మాదిరిగానే, డిజైనర్ ఎంపిక చేసుకున్నట్లు నిర్ధారించుకోవాలిMOSFETసిస్టమ్ స్పైక్ కరెంట్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తున్నప్పుడు కూడా ఈ ప్రస్తుత రేటింగ్‌ను తట్టుకోగలదు. పరిగణించవలసిన రెండు ప్రస్తుత కేసులు నిరంతర మోడ్ మరియు పల్స్ స్పైక్‌లు. నిరంతర ప్రసరణ మోడ్‌లో, MOSFET స్థిరమైన స్థితిలో ఉంటుంది, పరికరం ద్వారా కరెంట్ నిరంతరం వెళుతున్నప్పుడు.

 

పల్స్ వచ్చే చిక్కులు పరికరం గుండా ప్రవహించే పెద్ద ఉప్పెనలు (లేదా కరెంట్ యొక్క స్పైక్‌లు) ఉన్నప్పుడు. ఈ పరిస్థితుల్లో గరిష్ట కరెంట్ నిర్ణయించబడిన తర్వాత, ఈ గరిష్ట కరెంట్‌ను తట్టుకోగల పరికరాన్ని నేరుగా ఎంచుకోవడం మాత్రమే. థర్మల్ అవసరాలను నిర్ణయించడం MOSFETని ఎంచుకోవడానికి సిస్టమ్ యొక్క ఉష్ణ అవసరాలను కూడా లెక్కించడం అవసరం. డిజైనర్ రెండు విభిన్న దృశ్యాలను పరిగణించాలి, చెత్త కేసు మరియు నిజమైన సందర్భం. అధ్వాన్నమైన గణనను ఉపయోగించాలని సిఫార్సు చేయబడింది ఎందుకంటే ఇది ఎక్కువ భద్రతను అందిస్తుంది మరియు సిస్టమ్ విఫలం కాదని నిర్ధారిస్తుంది. MOSFET డేటా షీట్‌లో తెలుసుకోవలసిన కొన్ని కొలతలు కూడా ఉన్నాయి; ప్యాకేజీ పరికరం మరియు పర్యావరణం యొక్క సెమీకండక్టర్ జంక్షన్ మరియు గరిష్ట జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత మధ్య ఉష్ణ నిరోధకత వంటివి. స్విచ్చింగ్ పనితీరును నిర్ణయించడం, MOSFETని ఎంచుకోవడంలో చివరి దశ స్విచింగ్ పనితీరును నిర్ణయించడంMOSFET.

స్విచింగ్ పనితీరును ప్రభావితం చేసే అనేక పారామితులు ఉన్నాయి, కానీ చాలా ముఖ్యమైనవి గేట్/డ్రెయిన్, గేట్/సోర్స్ మరియు డ్రెయిన్/సోర్స్ కెపాసిటెన్స్. ఈ కెపాసిటెన్స్‌లు పరికరంలో మారే నష్టాలను సృష్టిస్తాయి ఎందుకంటే ప్రతి స్విచ్చింగ్ సమయంలో అవి ఛార్జ్ చేయబడాలి. MOSFET యొక్క మారే వేగం తగ్గుతుంది మరియు పరికరం యొక్క సామర్థ్యం తగ్గుతుంది. మారే సమయంలో మొత్తం పరికర నష్టాలను లెక్కించేందుకు, డిజైనర్ తప్పనిసరిగా టర్న్-ఆన్ నష్టాలు (Eon) మరియు టర్న్-ఆఫ్ నష్టాలను లెక్కించాలి.

 

vGS విలువ తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఎలక్ట్రాన్‌లను శోషించే సామర్థ్యం బలంగా ఉండదు, లీకేజీ - వాహక ఛానల్ ప్రెజెంట్‌లు లేని వాటి మధ్య మూలం, vGS పెరుగుదల, పెరుగుదలపై ఎలక్ట్రాన్‌ల P సబ్‌స్ట్రేట్ బయటి ఉపరితల పొరలో శోషించబడుతుంది, vGS ఒక నిర్దిష్ట విలువ, P సబ్‌స్ట్రేట్ రూపానికి సమీపంలో ఉన్న గేట్‌లోని ఈ ఎలక్ట్రాన్లు N-రకం యొక్క పలుచని పొరను ఏర్పరుస్తాయి మరియు రెండు N + జోన్‌తో అనుసంధానించబడిన vGS ఒక నిర్దిష్ట విలువను చేరుకున్నప్పుడు, P సబ్‌స్ట్రేట్ రూపానికి సమీపంలో ఉన్న గేట్‌లోని ఈ ఎలక్ట్రాన్లు a. N-రకం సన్నని పొర, మరియు రెండు N + ప్రాంతానికి అనుసంధానించబడి, కాలువలో - మూలం N-రకం వాహక ఛానెల్, దాని వాహక రకం మరియు P ఉపరితలానికి వ్యతిరేకం, వ్యతిరేక రకం పొరను ఏర్పరుస్తుంది. vGS పెద్దది, బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క సెమీకండక్టర్ ప్రదర్శన పాత్ర, P సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క వెలుపలి భాగంలో ఎలక్ట్రాన్‌ల శోషణ, వాహక ఛానెల్ మందంగా ఉంటుంది, ఛానెల్ నిరోధకత తక్కువగా ఉంటుంది. అంటే, vGS <VTలోని N-ఛానల్ MOSFET, ఒక వాహక ఛానెల్‌ని కలిగి ఉండదు, ట్యూబ్ కటాఫ్ స్థితిలో ఉంది. vGS ≥ VT ఉన్నప్పుడు, ఛానెల్ కూర్పు ఉన్నప్పుడు మాత్రమే. ఛానెల్ ఏర్పాటు చేసిన తర్వాత, డ్రెయిన్ - సోర్స్ మధ్య ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ vDSని జోడించడం ద్వారా డ్రెయిన్ కరెంట్ ఉత్పత్తి అవుతుంది.

కానీ Vgs పెరుగుతూనే ఉంది, Vds = 0 మరియు Vds = 400V ఉన్నప్పుడు IRFPS40N60KVgs = 100V అనుకుందాం, రెండు షరతులు, ట్యూబ్ ఫంక్షన్ ఏ ప్రభావాన్ని తీసుకురావడానికి, కాల్చినట్లయితే, కారణం మరియు ప్రక్రియ యొక్క అంతర్గత మెకానిజం Vgs పెరగడం ఎలా తగ్గుతుంది. Rds (ఆన్) స్విచింగ్ నష్టాలను తగ్గిస్తుంది, అయితే అదే సమయంలో Qg పెరుగుతుంది, తద్వారా టర్న్-ఆన్ నష్టం పెద్దదిగా మారుతుంది, MOSFET GS వోల్టేజ్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని Vgg నుండి Cgs ఛార్జింగ్ మరియు పెరుగుదలపై ప్రభావితం చేస్తుంది, నిర్వహణ వోల్టేజ్ Vth వద్దకు చేరుకుంది. , MOSFET ప్రారంభం వాహక; MOSFET DS కరెంట్ పెరుగుదల, DS కెపాసిటెన్స్ మరియు డిచ్ఛార్జ్ యొక్క ఉత్సర్గ కారణంగా విరామంలో మిల్లియర్ కెపాసిటెన్స్, GS కెపాసిటెన్స్ ఛార్జింగ్ ఎక్కువ ప్రభావం చూపదు; Qg = Cgs * Vgs, కానీ ఛార్జ్ పెరుగుతూనే ఉంటుంది.

MOSFET యొక్క DS వోల్టేజ్ Vgs వలె అదే వోల్టేజ్‌కు పడిపోతుంది, మిల్లియర్ కెపాసిటెన్స్ బాగా పెరుగుతుంది, బాహ్య డ్రైవ్ వోల్టేజ్ మిల్లియర్ కెపాసిటెన్స్‌ను ఛార్జ్ చేయడాన్ని ఆపివేస్తుంది, GS కెపాసిటెన్స్ యొక్క వోల్టేజ్ మారదు, మిల్లియర్ కెపాసిటెన్స్‌పై వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది, అయితే వోల్టేజ్ DS కెపాసిటెన్స్ తగ్గుతూనే ఉంది; MOSFET యొక్క DS వోల్టేజ్ సంతృప్త ప్రసరణ వద్ద వోల్టేజ్‌కి తగ్గుతుంది, మిల్లియర్ కెపాసిటెన్స్ చిన్నదిగా మారుతుంది, MOSFET యొక్క DS వోల్టేజ్ సంతృప్త ప్రసరణ వద్ద వోల్టేజ్‌కి పడిపోతుంది, మిల్లియర్ కెపాసిటెన్స్ చిన్నదిగా మారుతుంది మరియు బాహ్య డ్రైవ్ ద్వారా GS కెపాసిటెన్స్‌తో కలిపి ఛార్జ్ చేయబడుతుంది. వోల్టేజ్, మరియు GS కెపాసిటెన్స్‌పై వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది; వోల్టేజ్ కొలత ఛానెల్‌లు దేశీయ 3D01, 4D01 మరియు నిస్సాన్ యొక్క 3SK సిరీస్.

G-పోల్ (గేట్) నిర్ధారణ: మల్టీమీటర్ యొక్క డయోడ్ గేర్‌ను ఉపయోగించండి. పాజిటివ్ మరియు నెగటివ్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ మధ్య ఒక అడుగు మరియు ఇతర రెండు అడుగులు 2V కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, అంటే డిస్ప్లే "1", ఈ పాదం గేట్ G. ఆపై మిగిలిన రెండు అడుగులను కొలవడానికి పెన్ను మార్పిడి చేయండి, ఆ సమయంలో వోల్టేజ్ తగ్గుదల తక్కువగా ఉంటుంది, బ్లాక్ పెన్ D-పోల్ (డ్రెయిన్)కి కనెక్ట్ చేయబడింది, రెడ్ పెన్ S-పోల్ (మూలం)కి కనెక్ట్ చేయబడింది.