Capacità di gate, resistenza on e altri parametri dei MOSFET

I. Capacità di gate

La capacità di gate comprende principalmente la capacità di ingresso (Ciss), la capacità di uscita (Coss) e la capacità di trasferimento inverso (Crss, nota anche come capacità Miller).

Capacità di ingresso (Ciss):

DEFINIZIONE: La capacità di ingresso è la capacità totale tra il gate, il source e il drain, ed è costituita dalla capacità di gate source (Cgs) e dalla capacità di gate drain (Cgd) collegate in parallelo, cioè Ciss = Cgs + Cgd.

Funzione: la capacità di ingresso influisce sulla velocità di commutazione del MOSFET. Quando la capacità di ingresso viene caricata ad una tensione di soglia, il dispositivo può essere acceso; scaricato ad un certo valore, il dispositivo può essere spento. Pertanto, il circuito di pilotaggio e il Ciss hanno un impatto diretto sul ritardo di accensione e spegnimento del dispositivo.

Capacità di uscita (Coss):

Definizione: La capacità di uscita è la capacità totale tra drain e source ed è costituita dalla capacità drain-source (Cds) e dalla capacità gate-drain (Cgd) in parallelo, ovvero Coss = Cds + Cgd.

Ruolo: nelle applicazioni a commutazione graduale, Coss è molto importante perché può causare risonanza nel circuito.

Capacità di trasmissione inversa (Crss):

Definizione: la capacità di trasferimento inverso è equivalente alla capacità di gate drain (Cgd) e viene spesso definita capacità di Miller.

Ruolo: La capacità di trasferimento inverso è un parametro importante per i tempi di salita e discesa dell'interruttore e influisce anche sul tempo di ritardo di spegnimento. Il valore della capacità diminuisce all'aumentare della tensione drain-source.

II. Resistenza On (Rds(on))

Definizione: la resistenza on è la resistenza tra la sorgente e il drain di un MOSFET nello stato on in condizioni specifiche (ad esempio, corrente di dispersione specifica, tensione di gate e temperatura).

Fattori che influenzano: la resistenza On non è un valore fisso, è influenzata dalla temperatura, maggiore è la temperatura, maggiore è l'Rds(on). Inoltre, maggiore è la tensione di tenuta, più spessa è la struttura interna del MOSFET, maggiore è la corrispondente resistenza nello stato ON.

Importanza: quando si progetta un alimentatore a commutazione o un circuito driver, è necessario considerare la resistenza on del MOSFET, poiché la corrente che scorre attraverso il MOSFET consumerà energia su questa resistenza e questa parte dell'energia consumata viene chiamata on- perdita di resistenza. La selezione di un MOSFET con bassa resistenza può ridurre la perdita di resistenza.

In terzo luogo, altri parametri importanti

Oltre alla capacità di gate e alla resistenza, il MOSFET ha altri parametri importanti come:

V(BR)DSS (tensione di rottura della sorgente di drenaggio):La tensione della sorgente di drain alla quale la corrente che scorre attraverso il drain raggiunge un valore specifico a una temperatura specifica e con la sorgente di gate in cortocircuito. Al di sopra di questo valore il tubo potrebbe danneggiarsi.

VGS(th) (tensione di soglia):La tensione di gate richiesta per far sì che un canale conduttivo inizi a formarsi tra source e drain. Per i MOSFET a canale N standard, VT è compreso tra circa 3 e 6 V.

ID (corrente di scarico continua massima):La corrente CC continua massima consentita dal chip alla temperatura di giunzione nominale massima.

IDM (corrente di drenaggio pulsata massima):Riflette il livello di corrente pulsata che il dispositivo può gestire, essendo la corrente pulsata molto più elevata della corrente continua continua.

PD (massima dissipazione di potenza):il dispositivo può dissipare il massimo consumo energetico.

In sintesi, la capacità di gate, la resistenza e altri parametri di un MOSFET sono fondamentali per le sue prestazioni e applicazioni e devono essere selezionati e progettati in base a scenari e requisiti applicativi specifici.