Sélection des tubes de commutation du package MOSFET et schémas de circuit

La première étape consiste à faire une sélectionMOSFET, qui se déclinent en deux types principaux : canal N et canal P. Dans les systèmes électriques, les MOSFET peuvent être considérés comme des interrupteurs électriques. Lorsqu'une tension positive est ajoutée entre la grille et la source d'un MOSFET à canal N, son commutateur est conducteur. Pendant la conduction, le courant peut circuler à travers le commutateur du drain vers la source. Il existe une résistance interne entre le drain et la source appelée résistance à l'état passant RDS(ON). Il doit être clair que la grille d'un MOSFET est une borne à haute impédance, donc une tension est toujours ajoutée à la grille. Il s'agit de la résistance à la terre à laquelle la grille est connectée dans le schéma de circuit présenté plus tard. Si le portail reste suspendu, l'appareil ne fonctionnera pas comme prévu et peut s'allumer ou s'éteindre à des moments inopportuns, entraînant une perte de puissance potentielle dans le système. Lorsque la tension entre la source et la grille est nulle, l'interrupteur s'éteint et le courant cesse de circuler dans l'appareil. Bien que l'appareil soit éteint à ce stade, un petit courant est toujours présent, appelé courant de fuite ou IDSS.

Étape 1 : Choisissez le canal N ou le canal P

La première étape dans la sélection du dispositif approprié pour une conception consiste à décider s'il convient d'utiliser un MOSFET à canal N ou à canal P. dans une application d'alimentation typique, lorsqu'un MOSFET est mis à la terre et que la charge est connectée à la tension principale, ce MOSFET constitue le commutateur côté basse tension. Dans un interrupteur côté basse tension, un canal NMOSFETdoit être utilisé en raison de la prise en compte de la tension requise pour éteindre ou allumer l’appareil. Lorsque le MOSFET est connecté au bus et que la charge est mise à la terre, l'interrupteur côté haute tension doit être utilisé. Un MOSFET à canal P est généralement utilisé dans cette topologie, là encore pour des considérations de commande de tension.

Étape 2 : Déterminer la note actuelle

La deuxième étape consiste à sélectionner la valeur nominale actuelle du MOSFET. En fonction de la structure du circuit, ce courant nominal doit être le courant maximum que la charge peut supporter en toutes circonstances. Comme pour la tension, le concepteur doit s'assurer que le MOSFET sélectionné peut supporter ce courant nominal, même lorsque le système génère des pointes de courant. Les deux cas actuels considérés sont le mode continu et les pointes d’impulsions. Ce paramètre est basé sur la FICHE TECHNIQUE du tube FDN304P comme référence et les paramètres sont indiqués dans la figure :

En mode de conduction continue, le MOSFET est en état stable, lorsque le courant circule en continu à travers l'appareil. Les pics d'impulsion se produisent lorsqu'une grande quantité de surtension (ou de courant de pointe) traverse l'appareil. Une fois déterminé le courant maximum dans ces conditions, il suffit simplement de sélectionner directement un appareil capable de supporter ce courant maximum.

Après avoir sélectionné le courant nominal, vous devez également calculer la perte de conduction. En pratique, leMOSFETn'est pas l'appareil idéal, car dans le processus conducteur, il y aura une perte de puissance, appelée perte de conduction. MOSFET dans le "on" comme une résistance variable, déterminée par le RDS (ON) de l'appareil, ainsi que par la température et les changements importants. La dissipation de puissance de l'appareil peut être calculée à partir de Iload2 x RDS(ON), et comme la résistance à l'état passant varie en fonction de la température, la dissipation de puissance varie proportionnellement. Plus la tension VGS appliquée au MOSFET est élevée, plus le RDS(ON) sera petit ; à l'inverse, plus le RDS(ON) sera élevé. Pour le concepteur du système, c'est là que les compromis entrent en jeu en fonction de la tension du système. Pour les conceptions portables, il est plus facile (et plus courant) d'utiliser des tensions inférieures, tandis que pour les conceptions industrielles, des tensions plus élevées peuvent être utilisées. Notez que la résistance RDS(ON) augmente légèrement avec le courant. Les variations des différents paramètres électriques de la résistance RDS(ON) sont consultables dans la fiche technique fournie par le fabricant.

Étape 3 : Déterminer les exigences thermiques

L'étape suivante dans la sélection d'un MOSFET consiste à calculer les exigences thermiques du système. Le concepteur doit considérer deux scénarios différents, le pire des cas et le cas réel. Le calcul du pire des cas est recommandé car ce résultat offre une plus grande marge de sécurité et garantit que le système ne tombera pas en panne. Il y a également certaines mesures à prendre en compte sur la fiche technique MOSFET ; telles que la résistance thermique entre la jonction semi-conductrice du dispositif emballé et l'environnement, et la température de jonction maximale.

La température de jonction de l'appareil est égale à la température ambiante maximale plus le produit de la résistance thermique et de la puissance dissipée (température de jonction = température ambiante maximale + [résistance thermique × puissance dissipée]). A partir de cette équation, la dissipation de puissance maximale du système peut être résolue, qui est par définition égale à I2 x RDS(ON). Puisque le personnel a déterminé le courant maximum qui traversera l'appareil, RDS(ON) peut être calculé pour différentes températures. Il est important de noter que lorsqu’il s’agit de modèles thermiques simples, le concepteur doit également prendre en compte la capacité thermique de la jonction semi-conductrice/boîtier du dispositif et du boîtier/environnement ; c'est-à-dire qu'il est nécessaire que la carte de circuit imprimé et le boîtier ne se réchauffent pas immédiatement.

Habituellement, un PMOSFET, il y aura une diode parasite présente, la fonction de la diode est d'empêcher la connexion inverse source-drain, pour le PMOS, l'avantage par rapport au NMOS est que sa tension d'activation peut être de 0, et la différence de tension entre le La tension DS n'est pas grande, alors que le NMOS sous condition exige que le VGS soit supérieur au seuil, ce qui conduira à ce que la tension de commande soit inévitablement supérieure à la tension requise, et il y aura des problèmes inutiles. PMOS est choisi comme commutateur de commande pour les deux applications suivantes :

La température de jonction de l'appareil est égale à la température ambiante maximale plus le produit de la résistance thermique et de la puissance dissipée (température de jonction = température ambiante maximale + [résistance thermique × puissance dissipée]). A partir de cette équation, la dissipation de puissance maximale du système peut être résolue, qui est par définition égale à I2 x RDS(ON). Puisque le concepteur a déterminé le courant maximum qui traversera l'appareil, RDS(ON) peut être calculé pour différentes températures. Il est important de noter que lorsqu’il s’agit de modèles thermiques simples, le concepteur doit également prendre en compte la capacité thermique de la jonction semi-conductrice/boîtier du dispositif et du boîtier/environnement ; c'est-à-dire qu'il est nécessaire que la carte de circuit imprimé et le boîtier ne se réchauffent pas immédiatement.

Habituellement, un PMOSFET, il y aura une diode parasite présente, la fonction de la diode est d'empêcher la connexion inverse source-drain, pour le PMOS, l'avantage par rapport au NMOS est que sa tension d'activation peut être de 0, et la différence de tension entre le La tension DS n'est pas grande, alors que le NMOS sous condition exige que le VGS soit supérieur au seuil, ce qui conduira à ce que la tension de commande soit inévitablement supérieure à la tension requise, et il y aura des problèmes inutiles. PMOS est choisi comme commutateur de commande pour les deux applications suivantes :

En regardant ce circuit, le signal de commande PGC contrôle si V4.2 alimente ou non P_GPRS. Ce circuit, les bornes de source et de drain ne sont pas connectées à l'inverse, R110 et R113 existent dans le sens où le courant de grille de contrôle R110 n'est pas trop important, R113 contrôle la porte de la normale, R113 pull-up à haut, à partir du PMOS , mais peut également être vu comme un pull-up sur le signal de commande, lorsque les broches internes du MCU et pull-up, c'est-à-dire la sortie du drain ouvert lorsque la sortie est à drain ouvert, et ne peut pas désactiver le PMOS, à ce moment-là, il est nécessaire d'appliquer une tension externe étant donné le pull-up, donc la résistance R113 joue deux rôles. Il faudra une tension externe pour donner le pull-up, donc la résistance R113 joue deux rôles. r110 peut être plus petit, jusqu'à 100 ohms également.