ची निवडMOSFETखूप महत्वाचे आहे, चुकीची निवड संपूर्ण सर्किटच्या पॉवर वापरावर परिणाम करू शकते, वेगवेगळ्या MOSFET घटकांच्या बारकावे आणि वेगवेगळ्या स्विचिंग सर्किट्समधील पॅरामीटर्समध्ये प्रभुत्व मिळवू शकतात, अभियंत्यांना बर्याच समस्या टाळण्यास मदत करू शकतात, गुआनहुआ वेइयेच्या काही शिफारसी खालीलप्रमाणे आहेत. MOSFET च्या निवडीसाठी.
प्रथम, पी-चॅनेल आणि एन-चॅनेल
पहिली पायरी म्हणजे एन-चॅनेल किंवा पी-चॅनेल MOSFETs चा वापर निर्धारित करणे. पॉवर ॲप्लिकेशन्समध्ये, जेव्हा MOSFET ग्राउंड होते आणि लोड ट्रंक व्होल्टेजशी जोडलेले असते,MOSFETलो-व्होल्टेज साइड स्विच बनवते. कमी व्होल्टेज साइड स्विचिंगमध्ये, N-चॅनेल MOSFETs सामान्यतः वापरले जातात, जे डिव्हाइस बंद किंवा चालू करण्यासाठी आवश्यक व्होल्टेजसाठी विचारात घेतले जाते. जेव्हा MOSFET बस आणि लोड ग्राउंडशी जोडलेले असते, तेव्हा उच्च व्होल्टेज साइड स्विच वापरला जातो. पी-चॅनल MOSFETs सहसा वापरले जातात, व्होल्टेज ड्राइव्ह विचारांमुळे. अनुप्रयोगासाठी योग्य घटक निवडण्यासाठी, डिव्हाइस चालविण्यासाठी आवश्यक व्होल्टेज आणि डिझाइनमध्ये अंमलबजावणी करणे किती सोपे आहे हे निर्धारित करणे महत्वाचे आहे. पुढील पायरी म्हणजे आवश्यक व्होल्टेज रेटिंग किंवा घटक वाहून नेऊ शकणारे कमाल व्होल्टेज निर्धारित करणे. व्होल्टेज रेटिंग जितकी जास्त असेल तितकी डिव्हाइसची किंमत जास्त असेल. सराव मध्ये, व्होल्टेज रेटिंग ट्रंक किंवा बस व्होल्टेजपेक्षा जास्त असावे. हे पुरेसे संरक्षण प्रदान करेल जेणेकरून MOSFET अयशस्वी होणार नाही. MOSFET निवडीसाठी, ड्रेनपासून स्त्रोतापर्यंत जास्तीत जास्त व्होल्टेज, म्हणजे जास्तीत जास्त VDS हे निर्धारित करणे महत्त्वाचे आहे, म्हणून हे जाणून घेणे महत्त्वाचे आहे की MOSFET जे कमाल व्होल्टेज सहन करू शकते ते तापमानानुसार बदलते. डिझाइनर्सना संपूर्ण ऑपरेटिंग तापमान श्रेणीवर व्होल्टेज श्रेणीची चाचणी घेणे आवश्यक आहे. सर्किट अयशस्वी होणार नाही याची खात्री करण्यासाठी रेट केलेल्या व्होल्टेजमध्ये ही श्रेणी कव्हर करण्यासाठी पुरेसे मार्जिन असणे आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, इतर सुरक्षा घटकांना प्रेरित व्होल्टेज ट्रान्झिएंट्स मानले जाणे आवश्यक आहे.
दुसरे, वर्तमान रेटिंग निश्चित करा
MOSFET चे वर्तमान रेटिंग सर्किट स्ट्रक्चरवर अवलंबून असते. वर्तमान रेटिंग ही कमाल वर्तमान आहे जी सर्व परिस्थितीत लोड सहन करू शकते. व्होल्टेज केस प्रमाणेच, डिझायनरने हे सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे की निवडलेला MOSFET हा रेट केलेला प्रवाह वाहून नेण्यास सक्षम आहे, जरी सिस्टम स्पाइक करंट निर्माण करते. विचारात घेण्यासाठी दोन वर्तमान परिस्थिती म्हणजे सतत मोड आणि पल्स स्पाइक्स. MOSFET सतत वहन मोडमध्ये स्थिर स्थितीत असते, जेव्हा विद्युत् प्रवाह उपकरणातून सतत जातो. पल्स स्पाइक्स यंत्रातून वाहणाऱ्या मोठ्या संख्येने सर्जेस (किंवा करंटचे स्पाइक्स) संदर्भित करतात, अशा परिस्थितीत, एकदा जास्तीत जास्त प्रवाह निर्धारित केल्यावर, या कमाल करंटचा सामना करू शकणारे साधन थेट निवडणे ही बाब आहे.
रेटेड वर्तमान निवडल्यानंतर, वहन तोटा देखील मोजला जातो. विशिष्ट प्रकरणांमध्ये,MOSFETआदर्श घटक नाहीत कारण प्रवाहकीय प्रक्रियेदरम्यान होणारे विद्युत नुकसान, तथाकथित वहन नुकसान. जेव्हा "चालू" असते, तेव्हा MOSFET व्हेरिएबल रेझिस्टर म्हणून कार्य करते, जे डिव्हाइसच्या RDS(ON) द्वारे निर्धारित केले जाते आणि तापमानासह लक्षणीय बदलते. डिव्हाइसच्या पॉवर लॉसची गणना Iload2 x RDS(ON) वरून केली जाऊ शकते आणि ऑन-रेझिस्टन्स तापमानानुसार बदलत असल्याने, पॉवर लॉस प्रमाणानुसार बदलतो. MOSFET वर VGS जितका जास्त व्होल्टेज लागू होईल तितका RDS(चालू) कमी होईल; याउलट, RDS(चालू) जास्त. सिस्टम डिझायनरसाठी, सिस्टम व्होल्टेजवर अवलंबून ट्रेडऑफ्स येथे येतात. पोर्टेबल डिझाइनसाठी, कमी व्होल्टेज सोपे (आणि अधिक सामान्य) आहेत, तर औद्योगिक डिझाइनसाठी, उच्च व्होल्टेज वापरले जाऊ शकतात. लक्षात घ्या की आरडीएस(चालू) प्रतिकार विद्युत् प्रवाहाने किंचित वाढतो.
तंत्रज्ञानाचा घटक वैशिष्ट्यांवर प्रचंड प्रभाव पडतो आणि काही तंत्रज्ञानाचा परिणाम जास्तीत जास्त VDS वाढवताना RDS(ON) मध्ये वाढ होतो. अशा तंत्रज्ञानासाठी, जर व्हीडीएस आणि आरडीएस (ऑन) कमी करायचे असतील तर वेफरच्या आकारात वाढ करणे आवश्यक आहे, त्यामुळे पॅकेज आकार आणि संबंधित विकास खर्च वाढतो. उद्योगात अनेक तंत्रज्ञाने आहेत जी वेफरच्या आकारात वाढ नियंत्रित करण्याचा प्रयत्न करतात, त्यापैकी सर्वात महत्वाचे म्हणजे ट्रेंच आणि चार्ज बॅलन्स तंत्रज्ञान. ट्रेंच टेक्नॉलॉजीमध्ये, ऑन-रेझिस्टन्स RDS(ON) कमी करण्यासाठी वेफरमध्ये खोल खंदक एम्बेड केला जातो, सामान्यतः कमी व्होल्टेजसाठी राखीव असतो.
III. उष्णता विसर्जन आवश्यकता निश्चित करा
पुढील पायरी म्हणजे सिस्टमच्या थर्मल आवश्यकतांची गणना करणे. दोन भिन्न परिस्थितींचा विचार करणे आवश्यक आहे, सर्वात वाईट केस आणि वास्तविक केस. TPV सर्वात वाईट परिस्थितीसाठी परिणामांची गणना करण्याची शिफारस करते, कारण ही गणना सुरक्षिततेचे मोठे मार्जिन प्रदान करते आणि सिस्टम अयशस्वी होणार नाही याची खात्री करते.
IV. कार्यप्रदर्शन स्विच करणे
शेवटी, MOSFET चे स्विचिंग कार्यप्रदर्शन. स्विचिंग कार्यक्षमतेवर परिणाम करणारे अनेक पॅरामीटर्स आहेत, महत्त्वाचे म्हणजे गेट/ड्रेन, गेट/सोर्स आणि ड्रेन/सोर्स कॅपेसिटन्स. हे कॅपेसिटन्स प्रत्येक वेळी स्विच केल्यावर त्यांना चार्ज करण्याची आवश्यकता असल्यामुळे घटकामध्ये स्विचिंग तोटा तयार करतात. परिणामी, MOSFET ची स्विचिंग गती कमी होते आणि डिव्हाइसची कार्यक्षमता कमी होते. स्विचिंग दरम्यान डिव्हाइसमधील एकूण नुकसानाची गणना करण्यासाठी, डिझायनरला टर्न-ऑन (इऑन) दरम्यान नुकसान आणि टर्न-ऑफ (ईऑफ) दरम्यान झालेल्या नुकसानाची गणना करणे आवश्यक आहे. हे खालील समीकरणाद्वारे व्यक्त केले जाऊ शकते: Psw = (Eon + Eoff) x स्विचिंग वारंवारता. आणि गेट चार्ज (Qgd) चा स्विचिंग कार्यक्षमतेवर सर्वात मोठा प्रभाव आहे.
पोस्ट वेळ: एप्रिल-२२-२०२४
