MOSFET चयन बिंदु

का चुनावMOSFETबहुत महत्वपूर्ण है, एक खराब विकल्प पूरे सर्किट के बिजली उपयोग को प्रभावित कर सकता है, विभिन्न स्विचिंग सर्किट में विभिन्न MOSFET घटकों और मापदंडों की बारीकियों में महारत हासिल करने से इंजीनियरों को कई समस्याओं से बचने में मदद मिल सकती है, गुआनहुआ वेये की कुछ सिफारिशें निम्नलिखित हैं MOSFETs के चयन के लिए.

 

पहला, पी-चैनल और एन-चैनल

पहला कदम एन-चैनल या पी-चैनल एमओएसएफईटी के उपयोग को निर्धारित करना है। बिजली अनुप्रयोगों में, जब एक MOSFET ग्राउंड, और लोड ट्रंक वोल्टेज से जुड़ा होता हैMOSFETएक लो-वोल्टेज साइड स्विच का गठन करता है। कम वोल्टेज साइड स्विचिंग में, एन-चैनल एमओएसएफईटी का आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जो डिवाइस को बंद करने या चालू करने के लिए आवश्यक वोल्टेज पर विचार करता है। जब MOSFET बस और लोड ग्राउंड से जुड़ा होता है, तो एक उच्च वोल्टेज साइड स्विच का उपयोग किया जाता है। वोल्टेज ड्राइव संबंधी विचारों के कारण आमतौर पर पी-चैनल एमओएसएफईटी का उपयोग किया जाता है। एप्लिकेशन के लिए सही घटकों का चयन करने के लिए, डिवाइस को चलाने के लिए आवश्यक वोल्टेज का निर्धारण करना और डिज़ाइन में इसे लागू करना कितना आसान है, यह निर्धारित करना महत्वपूर्ण है। अगला चरण आवश्यक वोल्टेज रेटिंग, या अधिकतम वोल्टेज जो घटक ले जा सकता है, निर्धारित करना है। वोल्टेज रेटिंग जितनी अधिक होगी, डिवाइस की लागत उतनी ही अधिक होगी। व्यवहार में, वोल्टेज रेटिंग ट्रंक या बस वोल्टेज से अधिक होनी चाहिए। यह पर्याप्त सुरक्षा प्रदान करेगा ताकि MOSFET विफल न हो। एमओएसएफईटी चयन के लिए, अधिकतम वोल्टेज निर्धारित करना महत्वपूर्ण है जिसे नाली से स्रोत तक झेला जा सकता है, यानी अधिकतम वीडीएस, इसलिए यह जानना महत्वपूर्ण है कि एमओएसएफईटी जो अधिकतम वोल्टेज झेल सकता है वह तापमान के साथ बदलता रहता है। डिजाइनरों को संपूर्ण ऑपरेटिंग तापमान रेंज पर वोल्टेज रेंज का परीक्षण करने की आवश्यकता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि सर्किट विफल न हो, रेटेड वोल्टेज में इस सीमा को कवर करने के लिए पर्याप्त मार्जिन होना चाहिए। इसके अलावा, अन्य सुरक्षा कारकों को प्रेरित वोल्टेज क्षणिक पर विचार करने की आवश्यकता है।

 

दूसरा, वर्तमान रेटिंग निर्धारित करें

MOSFET की वर्तमान रेटिंग सर्किट संरचना पर निर्भर करती है। करंट रेटिंग वह अधिकतम करंट है जिसे भार सभी परिस्थितियों में झेल सकता है। वोल्टेज केस के समान, डिज़ाइनर को यह सुनिश्चित करने की ज़रूरत है कि चयनित MOSFET इस रेटेड करंट को ले जाने में सक्षम है, तब भी जब सिस्टम स्पाइक करंट उत्पन्न करता है। विचार करने योग्य दो वर्तमान परिदृश्य निरंतर मोड और पल्स स्पाइक्स हैं। MOSFET निरंतर चालन मोड में स्थिर स्थिति में होता है, जब डिवाइस से करंट लगातार गुजरता है। पल्स स्पाइक्स डिवाइस के माध्यम से बहने वाली बड़ी संख्या में उछाल (या करंट के स्पाइक्स) को संदर्भित करते हैं, इस मामले में, एक बार अधिकतम करंट निर्धारित हो जाने के बाद, यह सीधे एक डिवाइस का चयन करने का मामला है जो इस अधिकतम करंट का सामना कर सकता है।

 

रेटेड करंट का चयन करने के बाद, चालन हानि की भी गणना की जाती है। विशिष्ट मामलों में,MOSFETप्रवाहकीय प्रक्रिया के दौरान होने वाली विद्युत हानि, तथाकथित चालन हानि के कारण आदर्श घटक नहीं हैं। जब "चालू" होता है, तो MOSFET एक परिवर्तनीय अवरोधक के रूप में कार्य करता है, जो डिवाइस के RDS(ON) द्वारा निर्धारित होता है और तापमान के साथ महत्वपूर्ण रूप से बदलता है। डिवाइस की बिजली हानि की गणना Iload2 x RDS(ON) से की जा सकती है, और चूंकि ऑन-प्रतिरोध तापमान के साथ बदलता रहता है, इसलिए बिजली हानि आनुपातिक रूप से भिन्न होती है। MOSFET पर जितना अधिक वोल्टेज VGS लगाया जाएगा, RDS(ON) उतना ही कम होगा; इसके विपरीत, RDS(ON) जितना अधिक होगा। सिस्टम डिज़ाइनर के लिए, यह वह जगह है जहां सिस्टम वोल्टेज के आधार पर ट्रेडऑफ़ चलन में आते हैं। पोर्टेबल डिज़ाइन के लिए, कम वोल्टेज आसान (और अधिक सामान्य) होते हैं, जबकि औद्योगिक डिज़ाइन के लिए, उच्च वोल्टेज का उपयोग किया जा सकता है। ध्यान दें कि RDS(ON) प्रतिरोध करंट के साथ थोड़ा बढ़ जाता है।

 

 

प्रौद्योगिकी का घटक विशेषताओं पर जबरदस्त प्रभाव पड़ता है, और कुछ प्रौद्योगिकियों के परिणामस्वरूप अधिकतम वीडीएस बढ़ने पर आरडीएस (ओएन) में वृद्धि होती है। ऐसी प्रौद्योगिकियों के लिए, यदि वीडीएस और आरडीएस (ओएन) को कम करना है तो वेफर आकार में वृद्धि की आवश्यकता होती है, इस प्रकार इसके साथ आने वाले पैकेज आकार और संबंधित विकास लागत में वृद्धि होती है। उद्योग में कई प्रौद्योगिकियां हैं जो वेफर आकार में वृद्धि को नियंत्रित करने का प्रयास करती हैं, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण ट्रेंच और चार्ज बैलेंस प्रौद्योगिकियां हैं। ट्रेंच तकनीक में, ऑन-रेज़िस्टेंस आरडीएस (ओएन) को कम करने के लिए, वेफर में एक गहरी खाई बनाई जाती है, जो आमतौर पर कम वोल्टेज के लिए आरक्षित होती है।

 

तृतीय. ताप अपव्यय आवश्यकताओं का निर्धारण करें

अगला कदम सिस्टम की थर्मल आवश्यकताओं की गणना करना है। दो अलग-अलग परिदृश्यों पर विचार करने की आवश्यकता है, सबसे खराब स्थिति और वास्तविक मामला। टीपीवी सबसे खराब स्थिति के लिए परिणामों की गणना करने की सिफारिश करता है, क्योंकि यह गणना सुरक्षा का एक बड़ा मार्जिन प्रदान करती है और यह सुनिश्चित करती है कि सिस्टम विफल नहीं होगा।

 

चतुर्थ. स्विचिंग प्रदर्शन

अंत में, MOSFET का स्विचिंग प्रदर्शन। ऐसे कई पैरामीटर हैं जो स्विचिंग प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं, जिनमें से महत्वपूर्ण हैं गेट/ड्रेन, गेट/सोर्स और ड्रेन/सोर्स कैपेसिटेंस। ये कैपेसिटेंस हर बार स्विच करने पर उन्हें चार्ज करने की आवश्यकता के कारण घटक में स्विचिंग हानि पैदा करते हैं। परिणामस्वरूप, MOSFET की स्विचिंग गति कम हो जाती है और डिवाइस की दक्षता कम हो जाती है। स्विचिंग के दौरान डिवाइस में कुल नुकसान की गणना करने के लिए, डिजाइनर को टर्न-ऑन (ईऑन) के दौरान नुकसान और टर्न-ऑफ (ईऑफ) के दौरान नुकसान की गणना करने की आवश्यकता होती है। इसे निम्नलिखित समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है: Psw = (Eon + Eoff) x स्विचिंग आवृत्ति। और गेट चार्ज (Qgd) का स्विचिंग प्रदर्शन पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है।