Récemment, lorsque de nombreux clients viennent chez Olukey pour consulter sur les MOSFET, ils se posent la question : comment choisir un MOSFET approprié ? Concernant cette question, Olukey y répondra pour tout le monde.
Tout d’abord, nous devons comprendre le principe du MOSFET. Les détails du MOSFET sont présentés en détail dans l'article précédent « Qu'est-ce que le transistor à effet de champ MOS ». Si vous n'êtes toujours pas clair, vous pouvez d'abord vous renseigner. En termes simples, le MOSFET appartient aux composants semi-conducteurs contrôlés en tension et présente les avantages d'une résistance d'entrée élevée, d'un faible bruit, d'une faible consommation d'énergie, d'une large plage dynamique, d'une intégration facile, d'aucune panne secondaire et d'une large plage de fonctionnement sûre.
Alors, comment devrions-nous choisir le bonMOSFET?
1. Déterminez s'il faut utiliser un MOSFET à canal N ou à canal P
Tout d’abord, nous devons d’abord déterminer s’il faut utiliser un MOSFET à canal N ou à canal P, comme indiqué ci-dessous :
Comme le montre la figure ci-dessus, il existe des différences évidentes entre les MOSFET à canal N et à canal P. Par exemple, lorsqu'un MOSFET est mis à la terre et que la charge est connectée à la tension de dérivation, le MOSFET forme un interrupteur côté haute tension. À ce stade, un MOSFET à canal N doit être utilisé. À l'inverse, lorsque le MOSFET est connecté au bus et que la charge est mise à la terre, un interrupteur côté bas est utilisé. Les MOSFET à canal P sont généralement utilisés dans une certaine topologie, ce qui est également dû à des considérations de commande de tension.
2. Tension supplémentaire et courant supplémentaire du MOSFET
(1). Déterminer la tension supplémentaire requise par le MOSFET
Deuxièmement, nous déterminerons plus en détail la tension supplémentaire requise pour le pilotage de tension, ou la tension maximale que l'appareil peut accepter. Plus la tension supplémentaire du MOSFET est élevée. Cela signifie que plus les exigences du MOSFET à sélectionner sont élevées, il est particulièrement important d'effectuer différentes mesures et sélections en fonction de la tension maximale que le MOSFET peut accepter. Bien sûr, en général, l'équipement portable est de 20 V, l'alimentation FPGA est de 20 ~ 30 V et 85 ~ 220 V CA est de 450 ~ 600 V. Le MOSFET produit par WINSOK présente une forte résistance à la tension et une large gamme d'applications, et est privilégié par la majorité des utilisateurs. Si vous avez des besoins, veuillez contacter le service client en ligne.
(2) Déterminer le courant supplémentaire requis par le MOSFET
Lorsque les conditions de tension nominale sont également sélectionnées, il est nécessaire de déterminer le courant nominal requis par le MOSFET. Le courant nominal est en fait le courant maximum que la charge MOS peut supporter en toutes circonstances. Comme pour la situation de tension, assurez-vous que le MOSFET que vous choisissez peut gérer une certaine quantité de courant supplémentaire, même lorsque le système génère des pics de courant. Deux conditions actuelles à prendre en compte sont les modèles continus et les pics d'impulsion. En mode de conduction continue, le MOSFET est dans un état stable lorsque le courant continue de circuler à travers l'appareil. La pointe d'impulsion fait référence à une petite quantité de surtension (ou de courant de pointe) circulant à travers l'appareil. Une fois le courant maximum dans l’environnement déterminé, il vous suffit de sélectionner directement un appareil capable de supporter un certain courant maximum.
Après avoir sélectionné le courant supplémentaire, la consommation de conduction doit également être prise en compte. Dans les situations réelles, le MOSFET n'est pas un véritable dispositif car l'énergie cinétique est consommée pendant le processus de conduction thermique, appelé perte par conduction. Lorsque le MOSFET est « activé », il agit comme une résistance variable, qui est déterminée par le RDS(ON) de l'appareil et change de manière significative avec la mesure. La consommation électrique de la machine peut être calculée par Iload2×RDS(ON). Étant donné que la résistance de retour change avec la mesure, la consommation électrique changera également en conséquence. Plus la tension VGS appliquée au MOSFET est élevée, plus le RDS(ON) sera petit ; à l’inverse, plus le RDS(ON) sera élevé. Notez que la résistance RDS(ON) diminue légèrement avec le courant. Les modifications de chaque groupe de paramètres électriques pour la résistance RDS (ON) se trouvent dans le tableau de sélection des produits du fabricant.
3. Déterminez les besoins en refroidissement requis par le système
La prochaine condition à évaluer concerne les exigences de dissipation thermique requises par le système. Dans ce cas, deux situations identiques doivent être considérées, à savoir le pire des cas et la situation réelle.
Concernant la dissipation thermique MOSFET,Olukeydonne la priorité à la solution au pire des cas, car un certain effet nécessite une marge d'assurance plus importante pour garantir que le système ne tombe pas en panne. Certaines données de mesure nécessitent une attention particulière sur la fiche technique du MOSFET ; la température de jonction de l'appareil est égale à la mesure de condition maximale plus le produit de la résistance thermique et de la dissipation de puissance (température de jonction = mesure de condition maximale + [résistance thermique × dissipation de puissance]). La dissipation de puissance maximale du système peut être résolue selon une certaine formule, qui est la même que I2×RDS (ON) par définition. Nous avons déjà calculé le courant maximum qui traversera l'appareil et pouvons calculer RDS (ON) sous différentes mesures. De plus, la dissipation thermique du circuit imprimé et de son MOSFET doit être prise en compte.
Le claquage par avalanche signifie que la tension inverse sur un composant semi-supraconducteur dépasse la valeur maximale et forme un champ magnétique puissant qui augmente le courant dans le composant. L’augmentation de la taille des copeaux améliorera la capacité à prévenir l’effondrement dû au vent et, à terme, améliorera la stabilité de la machine. Par conséquent, choisir un forfait plus grand peut prévenir efficacement les avalanches.
4. Déterminer les performances de commutation du MOSFET
La condition de jugement final est la performance de commutation du MOSFET. De nombreux facteurs affectent les performances de commutation du MOSFET. Les plus importants sont les trois paramètres électrode-drain, électrode-source et drain-source. Le condensateur est chargé à chaque commutation, ce qui signifie que des pertes de commutation se produisent dans le condensateur. Par conséquent, la vitesse de commutation du MOSFET diminuera, affectant ainsi l'efficacité du dispositif. Par conséquent, lors du processus de sélection du MOSFET, il est également nécessaire de juger et de calculer la perte totale du dispositif pendant le processus de commutation. Il est nécessaire de calculer la perte lors du processus de mise sous tension (Eon) et la perte lors du processus de mise hors tension. (Eoff). La puissance totale du commutateur MOSFET peut être exprimée par l'équation suivante : Psw = (Eon + Eoff) × fréquence de commutation. La charge de grille (Qgd) a le plus grand impact sur les performances de commutation.
En résumé, pour sélectionner le MOSFET approprié, le jugement correspondant doit être effectué sous quatre aspects : la tension et le courant supplémentaires du MOSFET à canal N ou du MOSFET à canal P, les exigences de dissipation thermique du système de dispositif et les performances de commutation de MOSFET.
C'est tout pour aujourd'hui sur la façon de choisir le bon MOSFET. J'espère que cela pourra vous aider.
Heure de publication : 12 décembre 2023
