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AMEYA360 | MOSFET器件选型考虑哪些因素?4大法则搞定MOSFET器件选型

时间:2024-03-26 11:37:06

俗语说“人无远虑必有近忧”,关于电子设想,在项目开端以前,器件选型之初,就要做好充沛思量,抉择最适合本人需求的器件,能力保障项目的胜利。

功率恐怕是工程师们最经常使用的器件之一了,但你知道吗?对于MOSFET的器件选型要思量方方面面的要素,小到选N型仍是P型、范例,大到MOSFET的耐压、等,分歧的使用需要千变万化,上面这篇文章总结了MOSFET器件相干选型规则,信任看完你会大有劳绩。

第一步:选用N沟道仍是P沟道

为设想抉择精确器件的第一步是抉择接纳N沟道仍是P沟道MOSFET。在典范的功率使用中,当一个MOSFET接地,而负载连接到干上时,该MOSFET就构成为了高压侧。在高压侧开关中,应接纳N沟道MOSFET,这是出于对封闭或导通器件所需电压的思量。当MOSFET连接到及负载接地时,就要用低压侧开关。平日会在这个拓扑中接纳P沟道MOSFET,这也是出于对电压驱动的思量。

要抉择适宜使用的器件,必需肯定件所需的电压,以及在设想中最简略单纯施行的要领。下一步是肯定所需的,或许器件所能经受的最大电压。额外电压越大,器件的本钱就越高。依据实际教训,额外电压应该大于支线电压或总线电压。如许能力供应足够的维护,使MOSFET不会生效。就抉择MOSFET而言,必需肯定漏极至源极间大概经受的最大电压,即最大VDS。晓得MOSFET能经受的最大电压会随温度而变迁这点非常首要。设想职员必须在全部事情温度范围内测试电压的变迁局限。额外电压必须有足够的余量遮盖这个变迁局限,确保不会生效。设想工程师需求思量的其余平安要素包孕由开关(如或)引发的电压瞬变。

第二步:肯定

第二步是抉择MOSFET的额外电流。视电路布局而定,该额外电流应是负载在所有情况下可以或许经受的最大电流。与电压的情形类似,设想职员必需确保所选的MOSFET能经受这个额外电流,纵然在体系发生尖峰电流时。两个思量的电流情形是继续模式和脉冲尖峰。在继续导通模式下,MOSFET处于稳态,此时电流继续经由过程器件。脉冲尖峰是指有少量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦肯定了这些条件下的最大电流,只要间接抉择能经受这个最大电流的器件就可。

选好额外电流后,还必须计较导通消耗。在实践情况下,MOSFET并非现实的器件,由于在导电过程当中会有电能消耗,这称之为导通消耗。MOSFET在“导通”时就像一个,由器件的RDS(ON)所肯定,并随温度而显著变迁。器件的功率耗费可由Iload2×RDS(ON)计较,因为导通电阻随温度变迁,是以功率耗费也会随之按比例变迁。对MOSFET施加的电压VGS越高,RDS(ON)就会越小;反之RDS(ON)就会越高。对体系设想职员来讲,这便是取决于体系电压而需求折衷掂量的处所。对便携式设想来讲,接纳较低的电压比拟轻易(较为广泛),而关于工业设想,可采用较高的电压。注重RDS(ON)电阻会跟着电流细微回升。

第三步:肯定热请求

抉择MOSFET的下一步是计较体系的散热请求。设想职员必需思量两种分歧的情形,即最坏情形和实在情形。倡议接纳针对最坏情形的计较效果,由于这个效果供应更大的平安余量,能确保体系不会生效。在MOSFET的材料表上另有一些需求注重的丈量数据;比方封装器件的结与环境之间的,以及最大的结温。

器件的结温即是最大环境温度加之热阻与功率耗散的乘积(结温=最大环境温度+[热阻×功率耗散])。依据这个方程可解出体系的最大功率耗散,即按界说相等于I2×RDS(ON)。因为设想职员已肯定将要经由过程器件的最大电流,是以能够计算出分歧温度下的RDS(ON)。值得注重的是,在处置简略热模子时,设想职员还必须思量半导体结/器件外壳及外壳/环境的量;即要乞降封装不会即时升温。

第四步:抉择开关功能

抉择MOSFET的最初一步是抉择MOSFET的开关功能。影响开关功能的参数有不少,但最首要的是/漏极、栅极/ 源极及漏极/源极。这些电容会在器件中发生,由于在每次开关时都要对它们充电。MOSFET的开关速率是以被下降,器件服从也降低。为计较开关过程当中器件的总消耗,设想职员必需计较守旧过程当中的消耗(Eon)和封闭过程当中的消耗(Eoff)。MOSFET开关的总功率可用以下方程抒发:Psw=(Eon+Eoff)×开关频次。而栅极电荷(Qgd)对开关功能的影响最大。

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