Quando il MOSFET è collegato al bus e alla terra del carico, viene utilizzato un interruttore laterale ad alta tensione. Spesso canale PMOSFETvengono utilizzati in questa topologia, sempre per considerazioni sull'azionamento della tensione. Determinazione della corrente nominale Il secondo passo è selezionare la corrente nominale del MOSFET. A seconda della struttura del circuito, questa corrente nominale dovrebbe essere la corrente massima che il carico può sopportare in tutte le circostanze.
Analogamente al caso della tensione, il progettista deve garantire che quella selezionataMOSFETpuò sopportare questa corrente nominale, anche quando il sistema genera correnti di picco. I due casi attuali considerati sono la modalità continua e i picchi di impulso. A questo parametro fa riferimento la SCHEDA TECNICA FDN304P, in cui il MOSFET è in stato stazionario in modalità di conduzione continua, quando la corrente scorre continuamente attraverso il dispositivo.
I picchi di impulsi si verificano quando si verifica un forte aumento (o picco) di corrente che scorre attraverso il dispositivo. Una volta determinata la corrente massima in queste condizioni, si tratta semplicemente di selezionare direttamente un dispositivo in grado di sopportare questa corrente massima.
Dopo aver selezionato la corrente nominale è necessario calcolare anche la perdita di conduzione. In pratica, i MOSFET non sono dispositivi ideali perché durante il processo conduttivo si verifica una perdita di potenza, chiamata perdita di conduzione.
Il MOSFET agisce come un resistore variabile quando è "acceso", come determinato dall'RDS(ON) del dispositivo, e varia in modo significativo con la temperatura. La dissipazione di potenza del dispositivo può essere calcolata da Iload2 x RDS(ON) e poiché la resistenza varia con la temperatura, la dissipazione di potenza varia proporzionalmente. Maggiore è la tensione VGS applicata al MOSFET, minore sarà l'RDS(ON); viceversa maggiore sarà l'RDS(ON). Per il progettista del sistema, è qui che entrano in gioco i compromessi a seconda della tensione del sistema. Per i progetti portatili è più semplice (e più comune) utilizzare tensioni più basse, mentre per i progetti industriali è possibile utilizzare tensioni più elevate.
Si noti che la resistenza RDS(ON) aumenta leggermente con la corrente. Le variazioni sui vari parametri elettrici della resistenza RDS(ON) possono essere trovate nella scheda tecnica fornita dal produttore.
Determinazione dei requisiti termici Il passo successivo nella scelta di un MOSFET è calcolare i requisiti termici del sistema. Il progettista deve considerare due diversi scenari, il caso peggiore e il caso vero. Si consiglia di utilizzare il calcolo dello scenario peggiore, poiché questo risultato fornisce un maggiore margine di sicurezza e garantisce che il sistema non fallisca.
Ci sono anche alcune misurazioni di cui tenere contoMOSFETscheda dati; come la resistenza termica tra la giunzione del semiconduttore del dispositivo confezionato e l'ambiente circostante e la temperatura massima di giunzione. La temperatura di giunzione del dispositivo è uguale alla temperatura ambiente massima più il prodotto della resistenza termica e della dissipazione di potenza (temperatura di giunzione = temperatura ambiente massima + [resistenza termica x dissipazione di potenza]). Da questa equazione si può risolvere la massima potenza dissipabile del sistema, che è per definizione pari a I2 x RDS(ON).
Poiché il progettista ha determinato la corrente massima che passerà attraverso il dispositivo, è possibile calcolare RDS(ON) per temperature diverse. È importante notare che quando si ha a che fare con modelli termici semplici, il progettista deve considerare anche la capacità termica della giunzione del semiconduttore/involucro del dispositivo e dell'involucro/ambiente; cioè è necessario che il circuito stampato e il contenitore non si riscaldino immediatamente.
Di solito, un PMOSFET, sarà presente un diodo parassita, la funzione del diodo è quella di impedire la connessione inversa source-drain, per PMOS, il vantaggio rispetto a NMOS è che la sua tensione di accensione può essere 0 e la differenza di tensione tra il La tensione DS non è molta, mentre la condizione NMOS richiede che il VGS sia maggiore della soglia, il che porterà la tensione di controllo inevitabilmente maggiore della tensione richiesta e si verificheranno problemi inutili. PMOS è selezionato come interruttore di controllo, ci sono le seguenti due applicazioni: la prima applicazione, il PMOS effettua la selezione della tensione, quando esiste V8V, quindi la tensione è tutta fornita da V8V, il PMOS verrà spento, il VBAT non fornisce tensione al VSIN e quando V8V è basso, il VSIN è alimentato da 8V. Da notare la messa a terra di R120, un resistore che abbassa costantemente la tensione di gate per garantire la corretta accensione del PMOS, un rischio di stato associato all'elevata impedenza di gate descritta in precedenza.
Le funzioni di D9 e D10 servono a prevenire il backup di tensione e D9 può essere omesso. Va notato che il DS del circuito è in realtà invertito, per cui la funzione del tubo di commutazione non può essere ottenuta mediante la conduzione del diodo collegato, cosa che va notato nelle applicazioni pratiche. In questo circuito il segnale di controllo PGC controlla se V4.2 fornisce alimentazione a P_GPRS. In questo circuito, i terminali source e drain non sono collegati al contrario, R110 e R113 esistono nel senso che la corrente del gate di controllo R110 non è troppo grande, la normalità del gate di controllo R113, il pull-up R113 per alto, come PMOS, ma anche può essere visto come un pull-up sul segnale di controllo, quando i pin interni dell'MCU e il pull-up, ovvero l'uscita del drain aperto quando l'uscita non disattiva il PMOS, in questo momento, lo farà è necessaria una tensione esterna per fornire il pull-up, quindi il resistore R113 svolge due ruoli. r110 può essere più piccolo, fino a 100 ohm.
I MOSFET in package piccolo hanno un ruolo unico da svolgere.
Orario di pubblicazione: 27 aprile 2024
