Kapacitivnost vrat, vklopna upornost in drugi parametri MOSFET-jev

I. Kapacitivnost vrat

Kapacitivnost vrat vključuje predvsem vhodno kapacitivnost (Ciss), izhodno kapacitivnost (Coss) in kapacitivnost povratnega prenosa (Crss, znano tudi kot Millerjeva kapacitivnost).

 

Vhodna kapacitivnost (Ciss):

 

DEFINICIJA: Vhodna kapacitivnost je skupna kapacitivnost med vrati in izvorom ter odtokom in je sestavljena iz kapacitivnosti vira vrat (Cgs) in odvodne kapacitivnosti vrat (Cgd), povezanih vzporedno, tj. Ciss = Cgs + Cgd.

 

Funkcija: Vhodna kapacitivnost vpliva na preklopno hitrost MOSFET-a. Ko je vhodna kapacitivnost napolnjena do mejne napetosti, lahko napravo vklopite; izpraznite na določeno vrednost, lahko napravo izklopite. Zato pogonsko vezje in Ciss neposredno vplivata na zakasnitev vklopa in izklopa naprave.

 

Izhodna kapacitivnost (Coss):

Opredelitev: Izhodna kapacitivnost je skupna kapacitivnost med odtokom in izvorom ter je sestavljena iz vzporedne kapacitivnosti odtok-izvor (Cds) in kapacitivnosti vrata-odtok (Cgd), tj. Coss = Cds + Cgd.

 

Vloga: v aplikacijah z mehkim preklopom je Coss zelo pomemben, ker lahko povzroči resonanco v vezju.

 

Kapacitivnost povratnega prenosa (Crss):

Opredelitev: Kapacitivnost povratnega prenosa je enakovredna odvodni kapacitivnosti vrat (Cgd) in se pogosto imenuje Millerjeva kapacitivnost.

 

Vloga: kapacitivnost povratnega prenosa je pomemben parameter za čas vzpona in padca stikala, vpliva pa tudi na čas zakasnitve izklopa. Vrednost kapacitivnosti se zmanjšuje, ko se napetost odtok-izvor poveča.

II. Upornost pri vklopu (Rds(on))

 

Opredelitev: upornost pri vklopu je upornost med izvorom in odvodom MOSFET-a v stanju vklopa pod določenimi pogoji (npr. specifični tok uhajanja, napetost vrat in temperatura).

 

Vplivni dejavniki: Vklopna upornost ni fiksna vrednost, nanjo vpliva temperatura, višja kot je temperatura, večji je Rds(on). Poleg tega, višja ko je vzdržljiva napetost, debelejša kot je notranja struktura MOSFET-a, večja je ustrezna upornost vklopa.

 

 

Pomen: Pri načrtovanju stikalnega napajalnika ali gonilnega vezja je treba upoštevati vklopni upor MOSFET-a, ker bo tok, ki teče skozi MOSFET, porabil energijo na tem uporu in ta del porabljene energije se imenuje vklopni upor. izguba odpornosti. Izbira MOSFET-a z nizkim uporom pri vklopu lahko zmanjša izgubo upora pri vklopu.

 

Tretjič, drugi pomembni parametri

MOSFET ima poleg kapacitivnosti vrat in vklopnega upora še nekatere druge pomembne parametre, kot so:

V(BR)DSS (odvodna napetost preboja):Napetost odvodnega vira, pri kateri tok, ki teče skozi odtok, doseže določeno vrednost pri določeni temperaturi in s kratkostičnim izvorom vrat. Nad to vrednostjo se lahko cev poškoduje.

 

VGS(th) (napetost praga):Napetost vrat, ki je potrebna, da povzroči, da se med izvorom in odtokom začne oblikovati prevodni kanal. Za standardne N-kanalne MOSFET je VT približno 3 do 6 V.

 

ID (največji neprekinjeni odvodni tok):Največji trajni enosmerni tok, ki ga lahko dopušča čip pri najvišji nazivni temperaturi spoja.

 

IDM (največji impulzni odvodni tok):Odraža raven impulznega toka, ki ga naprava zmore, pri čemer je impulzni tok veliko višji od neprekinjenega enosmernega toka.

 

PD (največja disipacija moči):naprava lahko razprši največjo porabo energije.

 

Če povzamemo, kapacitivnost vrat, upornost pri vklopu in drugi parametri MOSFET-a so ključni za njegovo delovanje in uporabo ter jih je treba izbrati in oblikovati v skladu s posebnimi scenariji uporabe in zahtevami.