छोटे पैकेज MOSFETs

जब MOSFET बस और लोड ग्राउंड से जुड़ा होता है, तो एक उच्च वोल्टेज साइड स्विच का उपयोग किया जाता है। अक्सर पी-चैनलMOSFETsइस टोपोलॉजी में फिर से वोल्टेज ड्राइव विचारों के लिए उपयोग किया जाता है। वर्तमान रेटिंग का निर्धारण दूसरा चरण MOSFET की वर्तमान रेटिंग का चयन करना है। सर्किट संरचना के आधार पर, यह करंट रेटिंग अधिकतम करंट होनी चाहिए जिसे लोड सभी परिस्थितियों में झेल सके।

वोल्टेज के मामले के समान, डिजाइनर को यह सुनिश्चित करना होगा कि चयनितMOSFETइस वर्तमान रेटिंग का सामना कर सकता है, तब भी जब सिस्टम स्पाइक धाराएं उत्पन्न कर रहा हो। जिन दो मौजूदा मामलों पर विचार किया गया है वे हैं निरंतर मोड और पल्स स्पाइक्स। इस पैरामीटर को FDN304P डेटाशीट द्वारा संदर्भित किया जाता है, जहां MOSFET निरंतर चालन मोड में स्थिर स्थिति में होता है, जब डिवाइस के माध्यम से करंट लगातार प्रवाहित होता है।

पल्स स्पाइक्स तब होते हैं जब डिवाइस के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा में एक बड़ा उछाल (या स्पाइक) होता है। एक बार इन परिस्थितियों में अधिकतम धारा निर्धारित हो जाने के बाद, यह सीधे तौर पर एक ऐसे उपकरण का चयन करने की बात है जो इस अधिकतम धारा का सामना कर सके।

रेटेड करंट का चयन करने के बाद, चालन हानि की भी गणना की जानी चाहिए। व्यवहार में, MOSFETs आदर्श उपकरण नहीं हैं क्योंकि प्रवाहकीय प्रक्रिया के दौरान बिजली की हानि होती है, जिसे संचालन हानि कहा जाता है।

MOSFET एक परिवर्तनीय अवरोधक के रूप में कार्य करता है जब यह "चालू" होता है, जैसा कि डिवाइस के RDS(ON) द्वारा निर्धारित किया जाता है, और तापमान के साथ काफी भिन्न होता है। डिवाइस की बिजली अपव्यय की गणना Iload2 x RDS(ON) से की जा सकती है, और चूंकि ऑन-प्रतिरोध तापमान के साथ बदलता रहता है, इसलिए बिजली अपव्यय आनुपातिक रूप से भिन्न होता है। MOSFET पर जितना अधिक वोल्टेज VGS लगाया जाएगा, RDS(ON) उतना ही छोटा होगा; इसके विपरीत RDS(ON) उतना ही 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 का उपयोग करना आसान (और अधिक सामान्य) है, 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। आरडीएस (ओएन) अवरोधक के विभिन्न विद्युत मापदंडों पर भिन्नताएं निर्माता द्वारा प्रदान की गई तकनीकी डेटा शीट में पाई जा सकती हैं।

थर्मल आवश्यकताओं का निर्धारण MOSFET का चयन करने में अगला कदम सिस्टम की थर्मल आवश्यकताओं की गणना करना है। डिज़ाइनर को दो अलग-अलग परिदृश्यों पर विचार करना चाहिए, सबसे खराब स्थिति और सच्चा मामला। यह अनुशंसा की जाती है कि सबसे खराब स्थिति के लिए गणना का उपयोग किया जाए, क्योंकि यह परिणाम सुरक्षा का एक बड़ा मार्जिन प्रदान करता है और यह सुनिश्चित करता है कि सिस्टम विफल नहीं होगा।

इस पर जागरूक होने के लिए कुछ माप भी हैंMOSFETडेटा शीट; जैसे कि पैक किए गए डिवाइस के सेमीकंडक्टर जंक्शन और परिवेशीय वातावरण के बीच थर्मल प्रतिरोध और अधिकतम जंक्शन तापमान। डिवाइस का जंक्शन तापमान अधिकतम परिवेश तापमान और थर्मल प्रतिरोध और बिजली अपव्यय के उत्पाद के बराबर है (जंक्शन तापमान = अधिकतम परिवेश तापमान + [थर्मल प्रतिरोध x बिजली अपव्यय])। इस समीकरण से सिस्टम की अधिकतम शक्ति अपव्यय को हल किया जा सकता है, जो परिभाषा के अनुसार I2 x RDS(ON) के बराबर है।

चूँकि डिज़ाइनर ने अधिकतम धारा निर्धारित की है जो डिवाइस से होकर गुजरेगी, RDS(ON) की गणना विभिन्न तापमानों के लिए की जा सकती है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सरल थर्मल मॉडल के साथ काम करते समय, डिजाइनर को सेमीकंडक्टर जंक्शन/डिवाइस बाड़े और बाड़े/पर्यावरण की ताप क्षमता पर भी विचार करना चाहिए; यानी, यह आवश्यक है कि मुद्रित सर्किट बोर्ड और पैकेज तुरंत गर्म न हों।

आमतौर पर, एक PMOSFET में एक परजीवी डायोड मौजूद होगा, डायोड का कार्य स्रोत-नाली रिवर्स कनेक्शन को रोकना है, PMOS के लिए, NMOS पर लाभ यह है कि इसका टर्न-ऑन वोल्टेज 0 हो सकता है, और दोनों के बीच वोल्टेज अंतर डीएस वोल्टेज ज्यादा नहीं है, जबकि एनएमओएस की शर्त के अनुसार वीजीएस थ्रेशोल्ड से अधिक होना चाहिए, जिससे नियंत्रण वोल्टेज अनिवार्य रूप से आवश्यक वोल्टेज से अधिक हो जाएगा, और अनावश्यक परेशानी होगी। PMOS को नियंत्रण स्विच के रूप में चुना गया है, निम्नलिखित दो अनुप्रयोग हैं: पहला अनुप्रयोग, वोल्टेज चयन करने के लिए PMOS, जब V8V मौजूद है, तो वोल्टेज सभी V8V द्वारा प्रदान किया जाता है, PMOS बंद हो जाएगा, VBAT VSIN को वोल्टेज प्रदान नहीं करता है, और जब V8V कम होता है, तो VSIN 8V द्वारा संचालित होता है। आर120 की ग्राउंडिंग पर ध्यान दें, एक अवरोधक जो उचित पीएमओएस टर्न-ऑन सुनिश्चित करने के लिए गेट वोल्टेज को लगातार नीचे खींचता है, जो पहले वर्णित उच्च गेट प्रतिबाधा से जुड़ा एक राज्य खतरा है।

D9 और D10 का कार्य वोल्टेज बैक-अप को रोकना है, और D9 को छोड़ा जा सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सर्किट का डीएस वास्तव में उलटा है, ताकि स्विचिंग ट्यूब का कार्य संलग्न डायोड के संचालन द्वारा प्राप्त नहीं किया जा सके, जिसे व्यावहारिक अनुप्रयोगों में ध्यान दिया जाना चाहिए। इस सर्किट में, नियंत्रण सिग्नल PGC नियंत्रित करता है कि V4.2 P_GPRS को बिजली की आपूर्ति करता है या नहीं। यह सर्किट, स्रोत और नाली टर्मिनल विपरीत से जुड़े नहीं हैं, R110 और R113 इस अर्थ में मौजूद हैं कि R110 नियंत्रण गेट वर्तमान बहुत बड़ा नहीं है, R113 नियंत्रण गेट सामान्यता, R113 उच्च के लिए पुल-अप, पीएमओएस के रूप में, लेकिन यह भी नियंत्रण सिग्नल पर पुल-अप के रूप में देखा जा सकता है, जब एमसीयू आंतरिक पिन और पुल-अप होता है, यानी, ओपन-ड्रेन का आउटपुट जब आउटपुट पीएमओएस को बंद नहीं करता है, तो इस पर समय, इसे पुल-अप देने के लिए बाहरी वोल्टेज की आवश्यकता होगी, इसलिए अवरोधक R113 दो भूमिकाएँ निभाता है। r110 छोटा हो सकता है, 100 ओम तक हो सकता है।