Come scegliere un MOSFET?

1. Determinare il Tipo

 

- Canale N o canale P: scegli tra un MOSFET a canale N o P in base al design del circuito. In genere, i MOSFET a canale N vengono utilizzati per la commutazione low-side, mentre i MOSFET a canale P vengono utilizzati per la commutazione high-side.

 

2. Valori di tensione

 

- Massima tensione drain-source (VDS): determina la massima tensione drain-source. Questo valore dovrebbe superare lo stress di tensione effettivo nel circuito con un margine sufficiente per la sicurezza.

- Massima tensione gate-source (VGS): assicurarsi che il MOSFET soddisfi i requisiti di tensione del circuito di pilotaggio e non superi il limite di tensione gate-source.

 

3. Capacità attuale

 

- Corrente nominale (ID): selezionare un MOSFET con una corrente nominale maggiore o uguale alla corrente massima prevista nel circuito. Considerare la corrente di picco dell'impulso per garantire che il MOSFET possa gestire la corrente massima in queste condizioni.

 

4. Resistenza attiva (RDS(attiva))

 

- Resistenza On: la resistenza On è la resistenza del MOSFET quando è conduttivo. La scelta di un MOSFET con un RDS(on) basso riduce la perdita di potenza e migliora l'efficienza.

 

5. Cambio di prestazioni

 

- Velocità di commutazione: considerare la frequenza di commutazione (FS) e i tempi di salita/discesa del MOSFET. Per le applicazioni ad alta frequenza, selezionare un MOSFET con caratteristiche di commutazione rapida.

- Capacità: le capacità gate-drain, gate-source e drain-source influiscono sulla velocità di commutazione e sull'efficienza, quindi è necessario tenerne conto durante la selezione.

 

6. Pacchetto e gestione termica

 

- Tipo di pacchetto: scegli un tipo di pacchetto appropriato in base allo spazio sul PCB, ai requisiti termici e al processo di produzione. Le dimensioni e le prestazioni termiche del package influenzeranno l'efficienza di montaggio e raffreddamento del MOSFET.

- Requisiti termici: analizza i fabbisogni termici del sistema, soprattutto nelle condizioni peggiori. Scegli un MOSFET che possa funzionare normalmente in queste condizioni per evitare guasti al sistema dovuti al surriscaldamento.

 

7. Intervallo di temperatura

 

- Assicurarsi che l'intervallo di temperatura operativa del MOSFET corrisponda ai requisiti ambientali del sistema.

 

8. Considerazioni sull'applicazione speciale

 

- Applicazioni a bassa tensione: per le applicazioni che utilizzano alimentatori da 5 V o 3 V, prestare molta attenzione ai limiti di tensione di gate del MOSFET.

- Applicazioni ad ampia tensione: potrebbe essere necessario un MOSFET con un diodo Zener integrato per limitare l'oscillazione della tensione di gate.

- Applicazioni a doppia tensione: potrebbero essere necessari progetti di circuiti speciali per controllare efficacemente il MOSFET high-side dal low-side.

 

9. Affidabilità e Qualità

 

- Considerare la reputazione del produttore, la garanzia di qualità e la stabilità a lungo termine del componente. Per applicazioni ad alta affidabilità, potrebbero essere necessari MOSFET di livello automobilistico o altri MOSFET certificati.

 

10. Costo e disponibilità

 

- Considerare il costo del MOSFET, i tempi di consegna del fornitore e la stabilità della fornitura, garantendo che il componente soddisfi sia i requisiti prestazionali che quelli di budget.

 

Riepilogo delle fasi di selezione:

 

- Determinare se è necessario un MOSFET a canale N o P.

- Stabilire la massima tensione drain-source (VDS) e la tensione gate-source (VGS).

- Scegli un MOSFET con una corrente nominale (ID) in grado di gestire le correnti di picco.

- Seleziona un MOSFET con RDS basso (on) per una migliore efficienza.

- Considera la velocità di commutazione del MOSFET e l'effetto della capacità sulle prestazioni.

- Scegli un tipo di pacchetto appropriato in base allo spazio, alle esigenze termiche e al design del PCB.

- Assicurarsi che l'intervallo della temperatura operativa sia adatto ai requisiti del sistema.

- Tenere conto di esigenze speciali, come limitazioni di tensione e progettazione dei circuiti.

- Valutare l'affidabilità e la qualità del produttore.

- Fattore di costo e stabilità della catena di fornitura.

 

Quando si seleziona un MOSFET, si consiglia di consultare la scheda tecnica del dispositivo ed eseguire analisi e calcoli dettagliati del circuito per garantire che soddisfi tutte le condizioni di progettazione. Anche eseguire simulazioni e test è un passaggio fondamentale per verificare la correttezza della selezione.