1. Utangulizi

MOSFETS kuja katika aina nne tofauti. Wanaweza kuwa kukuza au mode kupungua, na wanaweza kuwa n-channel au p-channel. Sisi ni nia tu katika n-channel kukuza hali ya MOSFETS, na hizi itakuwa ndio tu kuongelea kuanzia sasa. Pia kuna mantiki ngazi MOSFETS na MOSFETS kawaida. Tunaweza kutumia aidha aina.

terminal chanzo ni kawaida hasi moja, na kukimbia ni moja chanya (majina rejea chanzo na kukimbia ya elektroni). mchoro hapo juu inaonyesha diode kushikamana hela MOSFET. diode Hii ni "asili diode", kwa sababu ni kujengwa katika muundo silicon ya MOSFET. Ni matokeo ya njia MOSFETS nguvu ni kuundwa katika matabaka ya silicon, na inaweza kuwa muhimu sana. Katika zaidi architectures MOSFET, ni lilipimwa katika sasa sawa na MOSFET yenyewe.

2. Uchaguzi wa MOSFET.

Kuchunguza vigezo ya MOSFETS, ni muhimu kuwa na sampuli datasheet kwa mkono. Bofya hapa kufungua datasheet kwa International Rectifier IRF3205, ambayo sisi itakuwa akimaanisha. Kwanza ni lazima kwenda kwa njia ya baadhi ya vigezo salient kuwa tutakuwa kushughulika na.

2.1. MOSFET Vigezo

Juu ya upinzani, R_{ds (juu).}
Hii ni upinzani kati ya chanzo na kukimbia vituo wakati MOSFET ni akageuka kikamilifu juu ya.

Upeo wa kukimbia sasa, mimi_{d (max).}
Hii ni kiwango cha juu sasa kwamba MOSFET wanaweza kusimama kupita kutoka kukimbia kwa chanzo. Ni kiasi kikubwa kuamua na mfuko na Rds (juu).

Utaftaji wa nguvu, Uk_d.
Hii ni upeo wa nguvu utunzaji uwezo wa MOSFET, ambayo inategemea kwa kiasi kikubwa juu ya aina ya mfuko ni katika.

Linear derating sababu.
Hii ni kiasi gani upeo wa nguvu itawaangamiza parameter juu lazima kupunguzwa kwa per ºC, kama joto kuongezeka juu 25ºC.

Nishati ya Banguko E_A
Hii ni jinsi gani nishati MOSFET wanaweza kuhimili chini ya hali Banguko. Avalanche hutokea wakati upeo kukimbia-to-chanzo voltage ni ulizidi, na sasa rushes kupitia MOSFET. Hii haina kusababisha uharibifu wa kudumu kwa muda mrefu kama nishati (nguvu x muda) katika Banguko hayazidi upeo.

Upyaji wa kiwango cha diode, dv / dt
Hii ni jinsi ya kufunga diode asili unaweza kwenda kutoka hali mbali (reverse upendeleo) kwa juu ya hali (kufanya). Ni inategemea jinsi voltage gani alikuwa hela yake kabla akageuka juu. Hivyo muda kuchukuliwa, t = (reverse voltage / kilele diode ahueni).

DVoltage ya kuvunjika kwa chanzo-cha-mvua, V_dss.
Hii ni voltage upeo ambayo yanaweza kuwekwa kutoka kukimbia na chanzo wakati MOSFET ni akageuka mbali.

Upinzani wa joto, θ_jc.
Kwa habari zaidi juu ya upinzani mafuta, ona sura ya heatsinks.

Voltage ya Kizingiti cha Lango, V_{GS (th)}
Hii ni voltage chini zinazohitajika kati ya mlango na chanzo vituo kurejea MOSFET juu. Itakuwa haja zaidi kuliko huu kugeuka kuwa kikamilifu juu ya.

Usambazaji wa mbele, g_fs
Kama lango chanzo voltage ni kuongezeka, wakati MOSFET ni mapya tu ya kurejea kwenye, ina uhusiano uungwana linear kati ya VGS na kukimbia sasa. parameter Hii ni tu (Id / VGS) katika sehemu hii linear.

Uwezo wa kuingiza data, C_ISS
Hii ni capacitance lumped kati ya lango terminal na chanzo na kukimbia vituo. capacitance na kukimbia ni muhimu zaidi.

Kuna kuanzishwa kina zaidi kwa MOSFETS katika International Rectifier Acrobat (PDF) hati Power MOSFET Misingi. Hii inaelezea ambapo baadhi ya vigezo hutoka katika suala la ujenzi wa MOSFET.

2.2. kufanya uchaguzi

Nguvu na joto

nguvu kwamba MOSFET itakuwa na kushindana na ni moja ya sababu kuu kuamua. nguvu dissipated katika MOSFET ni voltage hela yake mara ya sasa kwenda kwa njia hiyo. Hata ingawa ni byte kiasi kikubwa cha nguvu, hii inapaswa kuwa haki ndogo kwa sababu ama voltage hela yake ni ndogo sana (kubadili ni kufungwa - MOSFET ni juu ya), au sasa kwenda kwa njia hiyo ni ndogo sana (kubadili ni wazi - MOSFET ni off). voltage hela MOSFET wakati ni juu itakuwa upinzani wa MOSFET, Rds (juu) mara sasa kwenda kina yake. upinzani huu, RDSon, kwa MOSFETS nzuri nguvu itakuwa chini ya 0.02 Ohms. Kisha nguvu dissipated katika MOSFET ni:

Kwa sasa ya 40 Amps, RDSon ya 0.02 Ohms, nguvu hii ni 32 Watts. Bila heatsink, MOSFET bila kuchoma nje dissipating nguvu kiasi hiki. Uchaguzi wa heatsink ni somo lenyewe, ambayo ni kwa nini kuna sura kujitoa kwa hilo: heatsinks.

on-upinzani siyo sababu tu ya madaraka itawaangamiza katika MOSFET. Chanzo kingine hutokea wakati MOSFET ni byte kati ya majimbo. Kwa kipindi cha muda mfupi, MOSFET ni nusu juu ya moja na nusu mbali. Kutumia huo takwimu mfano kama hapo juu, sasa wanaweza kuwa katika thamani nusu, 20 Amps, na voltage wanaweza kuwa katika thamani nusu, 6 Volts kwa wakati mmoja. Sasa nguvu dissipated ni 20 6 × = 120 Watts. Hata hivyo, MOSFET ni dissipating tu hii kwa kipindi cha muda mfupi kwamba MOSFET ni byte kati ya majimbo. wastani nguvu itawaangamiza unasababishwa na hii ni kwa sababu hiyo chini sana, na inategemea nyakati jamaa kwamba MOSFET ni byte na si byte. itawaangamiza wastani ni kutolewa kwa equation:

2.3. mfano:

Tatizo MOSFET ni switched katika 20kHz, na inachukua 1 microsecond kubadili kati ya mataifa (kwenye mbali na mbali na juu). voltage ugavi ni 12v na sasa 40 Amps. Mahesabu ya wastani byte nguvu hasara, kuchukua voltage na sasa ni katika maadili nusu katika kipindi byte.

Ufumbuzi: Wakati 20kHz, kuna MOSFET byte tukio kila microseconds 25 (kubadili juu ya kila microseconds 50, na kubadili mbali kila microseconds 50). Kwa sababu hiyo, uwiano wa byte mara kwa mara Jumla ya 1 / 25 0.04 =. nguvu itawaangamiza wakati byte ni (12v / 2) x (40A / 2) = 120 Watts. Kwa sababu hiyo wastani byte hasara ni 120W x 0.04 4.8 = Watts.

Yoyote itawaangamiza nguvu juu kuhusu 1 Watt inahitaji kwamba MOSFET ni vyema juu ya heatsink. Power MOSFETS kuja katika aina ya paket, lakini kwa kawaida kuwa tab chuma ambayo ni kuwekwa dhidi ya heatsink, na hutumiwa kuendesha joto mbali na MOSFET semiconductor.

nguvu utunzaji wa mfuko bila heatsink ziada ni ndogo sana. On baadhi MOSFETS, tab chuma ni kushikamana ndani ya moja ya MOSFETS vituo - kwa kawaida kukimbia. Hii ni hasara kama ina maana kwamba huwezi fit MOSFET zaidi ya moja kwa heatsink bila electrically kuwatenga MOSFET mfuko kutoka heatsink chuma. Hii inaweza kufanyika kwa karatasi nyembamba mica kuwekwa kati ya mfuko na heatsink. Baadhi MOSFETS na mfuko pekee kutoka vituo, ambayo ni bora. Mwisho wa siku uamuzi wako ni uwezekano wa kuwa msingi katika bei hata hivyo!

2.3.1. Drain sasa

MOSFETS kwa ujumla kutangazwa kwa kukimbia upeo wao wa sasa. matangazo blurb, na makala orodha mbele ya datasheet inaweza kunukuu kuendelea kukimbia sasa, Id, ya 70 Amps, na pulsed kukimbia sasa ya 350 Amps. Lazima kuwa makini sana na takwimu hizi. Wao si mkuu maadili ya wastani, lakini kiwango cha juu MOSFET kubeba chini ya hali bora iwezekanavyo. Kwa kuanza, wao ni kawaida alinukuliwa kwa ajili ya matumizi katika mfuko joto ya 25 ºC. Ni uwezekano mkubwa wakati wewe ni kupita 70 Amps kwamba kesi bado kuwa katika 25ºC! Katika datasheet kuwe na graph ya jinsi takwimu hii derates na kuongezeka kwa joto.

pulsed kukimbia sasa daima ni alinukuliwa chini ya byte hali na nyakati byte kwa maandishi ndogo sana chini ya ukurasa! Hii inaweza kuwa ya kiwango cha juu Pulse upana wa wanandoa wa microseconds mia, na wajibu mzunguko (asilimia ya muda ON OFF) ya% 2 tu, ambayo si sana vitendo. Kwa habari zaidi kuhusu ratings ya sasa ya MOSFETS, kuwa na kuangalia hii hati International Rectifier.

Kama huwezi kupata MOSFET moja na juu ya kutosha upeo kukimbia sasa, basi unaweza kuunganisha zaidi ya moja katika sambamba. Kuona baadaye kwa taarifa juu ya jinsi ya kufanya hivyo.

2.3.2. kasi

Utakuwa kutumia MOSFET katika hali switched kudhibiti kasi ya motors. Kama tuliona mapema, tena kwamba MOSFET ni katika hali ambapo kitu wala juu ya wala off, nguvu zaidi itakuwa kupungua. Baadhi MOSFETS ni kwa kasi zaidi kuliko wengine. wale wa kisasa zaidi kwa urahisi kuwa na kasi ya kutosha kubadili katika makumi kadhaa ya kHz, kwani hii ni karibu mara nyingi jinsi wao ni kutumika. Katika ukurasa 2 ya datasheet, unapaswa kuona vigezo Turn-On Kuchelewa Time, Inuka Time, Turn-Off Kuchelewa Muda na kuanguka Muda. Kama hawa wote ni aliongeza up, nitakupa takriban kiwango cha chini ya mraba kipindi wimbi ambayo inaweza kutumika kubadili MOSFET huu: 229ns. Hii inawakilisha mzunguko wa 4.3MHz. Kumbuka kwamba ingekuwa kupata moto sana ingawa kwa sababu ingekuwa kutumia muda mwingi yake katika byte juu ya serikali.

3. kubuni mfano

Ili kupata wazo baadhi ya jinsi ya kutumia vigezo, na Diagram katika datasheet, tutakwenda kwa njia ya kubuni mfano:
Tatizo: Full daraja kasi mtawala mzunguko ni iliyoundwa na kudhibiti 12v magari. frequency byte lazima juu ya kikomo ya kusikika (20kHz). motor ina upinzani jumla ya 0.12 Ohms. Kuchagua MOSFETS mzuri kwa ajili ya mzunguko daraja, ndani ya kikomo bei nafuu, na kupendekeza heatsinking yoyote ambayo inaweza kuwa required. joto iliyoko ni kudhani kuwa 25ºC.

Ufumbuzi: Lets kuwa na kuangalia IRF3205 na kuona kama ni mzuri. Kwanza kukimbia mahitaji ya sasa. Katika duka, motor itachukua 12v / 0.12 Ohms = 100 Amps. Sisi kwanza kufanya nadhani kwenye joto makutano, katika 125ºC Ni lazima tutafute kile upeo kukimbia sasa ni katika 125ºC kwanza. graph ya takwimu 9 inaonyesha kwamba katika 125ºC, upeo kukimbia sasa ni kuhusu 65 Amps. Kwa sababu hiyo 2 IRF3205s katika sambamba wanapaswa kuwa na uwezo katika suala hili.

Nguvu kiasi gani itakuwa mbili MOSFETS sambamba kuwa dissipating? Hebu kuanza kwa nguvu itawaangamiza wakati ON na motor umesitishwa, au tu kuanzia. Hiyo ni sasa squared nyakati juu-ya upinzani. RDS (juu) katika 125ºC ni nini? Kielelezo 4 inaonyesha jinsi ni derated kutoka thamani yake ukurasa wa mbele wa 0.008 Ohms, kwa sababu ya juu 1.6. Kwa hiyo, sisi kudhani RDS (juu) itakuwa 0.008 1.6 x = 0.0128. Kwa sababu hiyo PD = 50 50 x x 0.0128 32 = Watts. Kiasi gani cha muda utakuwa motor kuwa ama umesitishwa au kuanza? Hii ni vigumu kusema, hivyo tutakuwa na nadhani. 20% ya muda ni kabisa kihafidhina takwimu - ni uwezekano wa kuwa na mengi kidogo. Tangu nguvu husababisha joto, na joto conduction ni kabisa mchakato polepole, athari za nguvu itawaangamiza inaelekea kupata wastani nje baada ya muda muda mrefu kabisa, katika mkoa wa sekunde. Kwa hiyo tunaweza derate mahitaji ya nguvu na alinukuliwa 20%, kufika katika wastani nguvu itawaangamiza ya 32W x 20% = 6.4W.

Sasa ni lazima kuongeza nguvu dissipated kutokana na byte. Hii itakuwa kutokea wakati wa kupanda na kuanguka mara, ambayo ni alinukuliwa katika meza Electrical Sifa kama 100ns na 70ns mtiririko huo. Kutokana dereva MOSFET wanaweza ugavi sasa kutosha ili kutimiza mahitaji ya takwimu hizi (lango gari chanzo upinzani wa 2.5 Ohms = mapigo pato gari sasa wa 12v / 2.5 Ohms = 4.8 Amps), basi uwiano wa byte wakati kwa kasi-hali wakati ni 170ns * 20kHz = 3.4mW ambayo ni negligable. Hizi nyakati juu-off ni kidogo ghafi hata hivyo, kwa habari zaidi kuhusu juu-off mara, angalia hapa.

Sasa nini ni mahitaji ya kubadilisha? MOSFET dereva meli tunatumia kukabiliana na zaidi ya haya, lakini kuangalia thamani yake. upande-on voltage, VGS (th), kutoka grafu ya Kielelezo 3 5 ni zaidi ya Volts. Tumeona kwamba dereva lazima kuwa na uwezo wa chanzo 4.8 Amps kwa kipindi kifupi sana muda.

Sasa nini kuhusu heatsink. Unaweza kutaka kusoma sura juu ya heatsinks kabla sehemu hii. Tunataka kuweka joto kwa semiconductor makutano chini 125ºC, na tumeambiwa kwamba joto iliyoko ni 25ºC. Kwa hiyo, pamoja MOSFET dissipating 6.4W kwa wastani, jumla ya mafuta ya upinzani lazima kuwa chini ya (125 - 25) / 6.4 15.6 = ºC / W. upinzani mafuta kutoka makutano ya kesi inafanya kwa ajili ya 0.75 ºC / W ya hii, kesi ya kawaida na maadili heatsink (kwa kutumia mafuta eneo) ni 0.2 ºC / W, ambayo majani 15.6 - 0.75 - 0.2 14.7 = ºC / W kwa heatsink yenyewe. Heatsinks ya thamani hii θjc ni ndogo kabisa na nafuu. Kumbuka kwamba heatsink huo unaweza kutumika kwa MOSFETS wote wawili wa kushoto wa au na haki ya mzigo katika H- daraja, tangu MOSFETS hizi mbili ni kamwe wote juu ya wakati huo huo, na hivyo hawezi kamwe zote mbili kuwa dissipating nguvu katika wakati mmoja. kesi yao lazima electrically wametengwa hata hivyo. Angalia ukurasa heatsinks kwa habari zaidi juu required kutengwa umeme.

4. madereva MOSFET

Kugeuka nguvu MOSFET juu, terminal lango lazima kuweka voltage angalau 10 Volts mkubwa kuliko terminal chanzo (kuhusu 4 volts kwa MOSFETS mantiki ngazi). Hii ni kwa raha juu VGS (th) parameter.

Moja hulka ya MOSFETS nguvu ni kwamba wao wana kubwa kupotea capacitance kati ya mlango na vituo vingine, CISS. athari ya hii ni kwamba wakati mapigo langoni terminal fika, ni lazima kwanza malipo capacitance hii up mbele ya mlango wa voltage inaweza kufikia 10 volts required. lango terminal basi kwa ufanisi gani kuchukua sasa. Kwa sababu hiyo mzunguko kwamba anatoa lango terminal wanapaswa kuwa na uwezo wa kusambaza sasa busara ili capacitance kupotea wanaweza kuhukumiwa up haraka iwezekanavyo. njia bora ya kufanya hivyo ni kutumia ari MOSFET dereva Chip.

Kuna mengi ya MOSFET dereva chips inapatikana kutoka kwa makampuni kadhaa. Baadhi ni inavyoonekana na viungo kwa datasheets katika jedwali hapa chini. Baadhi ya kuhitaji terminal MOSFET chanzo iwe na misingi (kwa chini 2 MOSFETS katika daraja full au tu byte mzunguko rahisi). Baadhi wanaweza MOSFET na chanzo katika voltage ya juu. Hawa wana on-Chip malipo pampu, ambayo ina maana wanaweza kuzalisha 22 volts required kugeuka MOSFET juu katika brifge kamili juu. TDA340 hata udhibiti swicthing mlolongo kwa ajili yenu. Baadhi wanaweza ugavi kama vile 6 Amps ya sasa kama mapigo mfupi sana kwa malipo na kupotea lango capacitance.

Kwa habari zaidi juu MOSFETS na jinsi ya kuendesha gari yao, International Rectifier ina seti ya magazeti ya kiufundi juu ya HEXFET mbalimbali yao hapa.

Mara nyingi utaona chini thamani resistor kati ya dereva MOSFET na MOSFET lango wastaafu. Hii ni kwa dampen chini oscillations yoyote kupigia unasababishwa na kuongoza inductance na lango capacitance ambayo inaweza vinginevyo kisichozidi voltage upeo kuruhusiwa juu ya lango wastaafu. Pia kupungua chini kiwango cha saa ambayo MOSFET anarudi juu na mbali. Hii inaweza kuwa na manufaa kama diodes asili katika MOSFET si kugeuka juu ya kasi ya kutosha. Maelezo zaidi ya hii yanaweza kupatikana katika International Rectifier nyaraka za kiufundi.

5. paralleling MOSFETS

MOSFETS inaweza kuwekwa katika sambamba na kuboresha sasa utunzaji uwezo. Tu kujiunga Gate, Chanzo na vituo Drain pamoja. Idadi yoyote ya MOSFETS inaweza sambamba up, lakini kumbuka kuwa lango capacitance zinafikia kama wewe sambamba MOSFETS zaidi, na hatimaye dereva MOSFET hawataweza kuendesha gari yao. Kumbuka kwamba huwezi parellel transistors bipolar kama hii. sababu nyuma hii ni kujadiliwa katika karatasi kiufundi hapa.

Kabla:Ni nini MOSFET, ni nini kuangalia kama, na jinsi gani kazi?

next:Fmuser X01 FM Transmitter Huleta Radio kwa maeneo yenye vita

Acha ujumbe

Orodha ujumbe

Maoni Loading ...

bidhaa Jamii

bidhaa Tags

Fmuser Sites

Je! MOSFET na madereva ya MOSFET ni nini?

Acha ujumbe

Orodha ujumbe