MOSFET Package Switching Tube Auswiel a Circuit Diagrammer

Den éischte Schrëtt ass eng Auswiel ze maachenMOSFETs, déi an zwou Haaptarten kommen: N-Kanal a P-Kanal. A Kraaftsystemer kënnen MOSFETs als elektresch Schalter geduecht ginn. Wann eng positiv Spannung tëscht dem Paart a Quell vun engem N-Kanal MOSFET bäigefüügt gëtt, féiert säi Schalter. Wärend der Leedung kann de Stroum duerch de Schalter vum Drain an d'Quell fléien. Et gëtt eng intern Resistenz tëscht dem Drain an der Quell genannt On-Resistance RDS (ON). Et muss kloer sinn datt de Paart vun engem MOSFET en Héichimpedanzterminal ass, sou datt eng Spannung ëmmer un de Paart bäigefüügt gëtt. Dëst ass d'Resistenz zum Buedem, mat deem de Paart am Circuitdiagramm ugeschloss ass, dee spéider presentéiert gëtt. Wann d'Paart hänke bliwwen ass, funktionnéiert den Apparat net wéi entworf a kann op onopportune Momenter ausschalten oder ausschalten, wat zu engem potenzielle Stroumverloscht am System resultéiert. Wann d'Spannung tëscht der Quell a Paart null ass, schalt de Schalter aus an de Stroum stoppt duerch den Apparat ze fléissen. Och wann den Apparat op dësem Punkt ausgeschalt ass, gëtt et nach ëmmer e klenge Stroum, dee Leckstroum oder IDSS genannt gëtt.

Schrëtt 1: Wielt N-Kanal oder P-Kanal

Den éischte Schrëtt fir de richtegen Apparat fir en Design ze wielen ass ze entscheeden ob en N-Kanal oder P-Kanal MOSFET benotzt. an enger typescher Kraaftapplikatioun, wann e MOSFET gegrënnt ass an d'Laascht mat der Trunkspannung ugeschloss ass, ass de MOSFET den nidderegen Spannungssäitschalter. An engem niddereg Volt Säit schalt, engem N-KanalMOSFETsoll benotzt ginn wéinst der Berücksichtegung vun der Spannung déi néideg ass fir den Apparat auszeschalten oder auszeschalten. Wann de MOSFET mam Bus ugeschloss ass an d'Laascht gegrënnt ass, soll den Héichspannungssäitschalter benotzt ginn. E P-Kanal MOSFET gëtt normalerweis an dëser Topologie benotzt, erëm fir Spannungsfuerer Iwwerleeungen.

Schrëtt 2: Bestëmmt déi aktuell Bewäertung

Den zweete Schrëtt ass déi aktuell Bewäertung vum MOSFET ze wielen. Ofhängeg vun der Circuitstruktur, soll dës aktuell Bewäertung de maximale Stroum sinn, deen d'Laascht ënner all Ëmstänn widderstoen kann. Ähnlech wéi de Fall vun der Spannung, muss den Designer suergen datt de gewielte MOSFET dës Stroumbewäertung widderstoen kann, och wann de System Spikestroum generéiert. Déi zwee aktuell Fäll considéréiert sinn kontinuéierlech Modus an Pulsatiounsperiod Spikes. Dëse Parameter baséiert op der FDN304P Tube DATASHEET als Referenz an d'Parameteren ginn an der Figur gewisen:

Am kontinuéierleche Leedungsmodus ass de MOSFET a stännegen Zoustand, wann de Stroum kontinuéierlech duerch den Apparat fléisst. Puls Spikes sinn wann et eng grouss Quantitéit vu Stroum (oder Spikestroum) duerch den Apparat fléisst. Wann de maximale Stroum ënner dëse Bedéngungen bestëmmt ass, ass et einfach eng Saach direkt en Apparat ze wielen deen dëse maximale Stroum widderstoen kann.

Nodeems Dir de bewäerte Stroum gewielt hutt, musst Dir och de Leedungsverloscht berechnen. An der Praxis ass deMOSFETass net den idealen Apparat, well am konduktiven Prozess gëtt et Kraaftverloscht, wat Leitungsverloscht genannt gëtt. MOSFET am "on" wéi e variabelen Resistenz, bestëmmt vum Apparat d'RDS (ON), a mat der Temperatur a bedeitend Ännerungen. D'Kraaftverbrauch vum Apparat kann aus Iload2 x RDS (ON) berechent ginn, a well d'On-Resistenz mat der Temperatur variéiert, variéiert d'Kraaftverbrauch proportional. Wat méi héich d'Spannung VGS op de MOSFET applizéiert gëtt, dest méi kleng wäert de RDS(ON) sinn; Ëmgekéiert, wat méi héich den RDS(ON) wäert sinn. Fir de Systemdesigner, dëst ass wou d'Ofdreiwungen an d'Spill kommen ofhängeg vun der Systemspannung. Fir portable Designen ass et méi einfach (a méi heefeg) méi niddereg Spannungen ze benotzen, wärend fir industriell Designen méi héich Spannungen kënne benotzt ginn. Notéiert datt d'RDS(ON) Resistenz liicht mat Stroum eropgeet. Variatiounen an de verschiddenen elektresche Parameteren vum RDS(ON) Widderstand kënnen an der technescher Informatiounsblat vum Hiersteller fonnt ginn.

Schrëtt 3: Bestëmmen thermesch Ufuerderunge

De nächste Schrëtt bei der Auswiel vun engem MOSFET ass d'thermesch Ufuerderunge vum System ze berechnen. Den Designer muss zwee verschidde Szenarie berücksichtegen, de schlëmmste Fall an de richtege Fall. D'Berechnung fir de schlëmmste Fall Szenario ass recommandéiert well dëst Resultat e méi grousse Sécherheetsmarge gëtt a garantéiert datt de System net fällt. Et ginn och e puer Miessunge bewosst op der MOSFET Dateblatt; sou wéi d'thermesch Resistenz tëscht der Hallefleitverbindung vum verpackten Apparat an der Ëmwelt, an der maximaler Kräizungstemperatur.

D'Kräiztemperatur vum Apparat ass gläich wéi déi maximal Ëmfeldtemperatur plus d'Produkt vun der thermescher Resistenz a Kraaftvergëftung (Kräiztemperatur = maximal Ëmfeldtemperatur + [thermesch Resistenz × Kraaftvergëftung]). Vun dëser Equatioun kann déi maximal Kraaftvergëftung vum System geléist ginn, wat per Definitioun gläich ass wéi I2 x RDS(ON). Zënter datt d'Personal de maximale Stroum bestëmmt huet deen duerch den Apparat passéiert, kann RDS(ON) fir verschidden Temperaturen berechent ginn. Et ass wichteg ze bemierken datt wann Dir mat einfachen thermesche Modeller handelt, muss den Designer och d'Hëtztkapazitéit vum Halbleiterverbindung / Apparatfall an de Fall / Ëmfeld berücksichtegen; dh, et ass néideg, datt de gedréckte Circuit Verwaltungsrot an de Pak net direkt waarm an.

Normalerweis, e PMOSFET, gëtt et eng parasitär Diode präsent, d'Funktioun vun der Diode ass d'Quell-Drain ëmgedréint Verbindung ze verhënneren, fir PMOS, de Virdeel iwwer NMOS ass datt seng Turn-on Spannung 0 ka sinn, an de Spannungsdifferenz tëscht dem DS Spannung ass net vill, während d'NMOS op Bedingung erfuerdert datt de VGS méi grouss ass wéi d'Schwell, wat zu der Kontrollspannung féiert ass zwangsleefeg méi grouss wéi déi néideg Volt, an et wäert onnéideg Problemer ginn. PMOS gëtt als Kontrollschalter fir déi folgend zwou Uwendungen gewielt:

D'Kräiztemperatur vum Apparat ass gläich wéi déi maximal Ëmfeldtemperatur plus d'Produkt vun der thermescher Resistenz a Kraaftvergëftung (Kräiztemperatur = maximal Ëmfeldtemperatur + [thermesch Resistenz × Kraaftvergëftung]). Vun dëser Equatioun kann déi maximal Kraaftvergëftung vum System geléist ginn, wat per Definitioun gläich ass wéi I2 x RDS(ON). Zënter datt den Designer de maximale Stroum bestëmmt huet deen duerch den Apparat passéiert, kann RDS(ON) fir verschidden Temperaturen berechent ginn. Et ass wichteg ze bemierken datt wann Dir mat einfachen thermesche Modeller handelt, muss den Designer och d'Hëtztkapazitéit vum Halbleiterverbindung / Apparatfall an de Fall / Ëmfeld berücksichtegen; dh, et ass néideg, datt de gedréckte Circuit Verwaltungsrot an de Pak net direkt waarm an.

Wann Dir op dëser Circuit kuckt, kontrolléiert d'Kontrollsignal PGC ob V4.2 Energie op P_GPRS liwwert. Dëse Circuit, d'Quell- an Drainklemmen sinn net mat der ëmgedréint verbonnen, R110 an R113 existéieren am Sënn datt R110 Kontrollgatestroum net ze grouss ass, R113 kontrolléiert d'Paart vun der normaler, R113 Pull-Up bis héich, wéi vun PMOS , awer och kann als Pull-up op de Kontrollsignal gesi ginn, wann d'MCU intern Pins an Pull-up, dat heescht, d'Ausgab vum Open-Drain wann d'Ausgab ass oppen-drain, a kann net de PMOS fueren ugefaangen, zu dëser Zäit, ass et néideg extern Volt gëtt Pull-up, sou resistor R113 spillt zwou Rollen. Et wäert eng extern Spannung brauchen fir de Pull-up ze ginn, sou datt de Widderstand R113 zwou Rollen spillt. r110 kann méi kleng ginn, zu 100 ohms kann och.