Velge riktig transistor: Forstå dynamiske MOSFET-parametere

133rd Knowledge Seekers Workshop Aug 18 2016 (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Velge riktig transistor: Forstå dynamiske MOSFET-parametere


I denne artikkelen vil vi diskutere MOSFET-egenskaper relatert til forbigående forhold og brytermodusoperasjon.

I den forrige artikkelen om lavfrekvente MOSFETer, så vi på parametere, som terskelspenning, motstandsstandard og maksimal avløpsstrøm - som styrer en MOSFETs steady state-drift. Disse egenskapene er relevante for alle applikasjoner, og hvis du designer et lavfrekvenssystem de dekker det meste av informasjonen du trenger for å velge en passende enhet.

I dag er det imidlertid svært vanlig å bruke MOSFET som brytere som styres av relativt høyfrekvente (og ofte pulsbredde-modulerte) digitale signaler, selv i analoge applikasjoner. Et perfekt eksempel er klasse D-forsterkeren.

Til tross for at inngangssignalet er analogt og utgangssignalet er analog, blir forsterkningen oppnådd ved bruk av transistorer som byttes fra helt til fullt ut. Switch-modus kontroll er betydelig mer effektiv enn lineær kontroll, og dette gjør det til et attraktivt alternativ selv når den resulterende kretsen er mer kompleks og det resulterende signalet blir negativt påvirket av bytte av støy.

Overgangsgrenser

I den forrige artikkelen diskuterte vi maksimal kontinuerlig avløpstrøm. Denne parameteren har en tilsvarende spesifikasjon for forbigående hendelser.

Den maksimale forbigående avløpsstrømmen refereres til som "pulsed drain current" eller "peak drain current". Det er noen involverte variabler her (pulsbredde, driftssyklus, omgivelsestemperatur), så denne spesifikasjonen er ikke ekstremt nyttig. Det gir deg imidlertid en generell ide om hvor mye korttidsstrøm enheten kan opprettholde, og i noen tilfeller vil dette være viktigere enn den steady state grensen (jeg tenker på applikasjoner hvor de høye strømforholdene er relatert til shoot-through, inrush eller low-duty-cycle PWM).

En annen parameter relatert til å unngå skade i sammenheng med forbigående hendelser er avløpskildenergineenergien. Spesifikasjonen er gitt i enheter av joules, men den er relatert til spenninger som overskrider MOSFETs avløps-spenningsavspenning. Dette problemet er litt komplisert og sikkert utenfor omfanget av denne korte artikkelen. Hvis du vil lære mer om lavineegenskaper, anbefaler jeg denne appnotatet fra Infineon.

  • Inputkapasitans (C ISS ) er kapasitansen sett av et inngangssignal, dvs. C GD plus C GS .
  • Utgangskapasitans (C OSS ) er kapasitansen sett av et utgangssignal; i forbindelse med diskrete FETer er utgangsterminalen avløp, så C OSS = C GD + C DS .
  • Omvendt overføringskapasitans (C RSS ) er kapasitansen mellom drenering og port, dvs. C RSS = C GD .

Inngangskapasitans (i forbindelse med motstanden til førerkretsene) påvirker koblingsegenskapene fordi mer inngangskapasitans betyr mer på- og avkoblingsforsinkelse. Du må lade opp denne kapasitansen når du kjører FET i ledningen, og du må tømme den når du vil slå av enheten.

Utgangskapasitans kommer inn i spill når vi vurderer strømfordeling og resonansfrekvensen til en bryterkrets.

Omvendt overføringskapasitans påvirker på- og avkoplingstid (ikke overraskende siden det er en del av inngangskapasitansen), men legg merke til at den danner en tilbakemeldingsløyfe (fordi dreneringen betraktes som utgangen og porten betraktes som inngangen). En kondensator i tilbakemeldingsbanen er gjenstand for Miller-effekten, og følgelig er omfanget der C RSS påvirker transient respons større enn vi ville forvente basert på nominell kapasitansverdi.

Gate Charge

Det viser seg at MOSFET-inngangskapasitans ikke er den mest pålitelige måten å vurdere en enhetens bytteegenskaper på, fordi kapasitansverdier påvirkes av spennings- og strømforhold. Følgende tomt gir deg en ide om hvordan de tre kapasitansverdiene varierer som følge av endringer i drenekilde spenning.