MOSFET પસંદગી બિંદુઓ

ની પસંદગીMOSFETખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે, ખરાબ પસંદગી સમગ્ર સર્કિટના પાવર વપરાશને અસર કરી શકે છે, વિવિધ સ્વિચિંગ સર્કિટમાં વિવિધ MOSFET ઘટકો અને પરિમાણોની ઘોંઘાટને માસ્ટર કરી શકે છે અને એન્જિનિયરોને ઘણી સમસ્યાઓ ટાળવામાં મદદ કરી શકે છે, ગુઆન્હુઆ વેઇએની કેટલીક ભલામણો નીચે મુજબ છે. MOSFET ની પસંદગી માટે.

પ્રથમ, પી-ચેનલ અને એન-ચેનલ

પ્રથમ પગલું એ N-ચેનલ અથવા P-ચેનલ MOSFETs નો ઉપયોગ નક્કી કરવાનું છે. પાવર એપ્લિકેશન્સમાં, જ્યારે MOSFET ગ્રાઉન્ડ થાય છે અને લોડ ટ્રંક વોલ્ટેજ સાથે જોડાયેલ હોય છે,MOSFETલો-વોલ્ટેજ સાઇડ સ્વીચ બનાવે છે. નીચા વોલ્ટેજ સાઇડ સ્વિચિંગમાં, N-ચેનલ MOSFET નો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થાય છે, જે ઉપકરણને બંધ કરવા અથવા ચાલુ કરવા માટે જરૂરી વોલ્ટેજને ધ્યાનમાં લે છે. જ્યારે MOSFET બસ અને લોડ ગ્રાઉન્ડ સાથે જોડાયેલ હોય, ત્યારે હાઇ વોલ્ટેજ સાઇડ સ્વીચનો ઉપયોગ થાય છે. P-ચેનલ MOSFET નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે વોલ્ટેજ ડ્રાઇવને કારણે થાય છે. એપ્લિકેશન માટે યોગ્ય ઘટકો પસંદ કરવા માટે, ઉપકરણને ચલાવવા માટે જરૂરી વોલ્ટેજ અને ડિઝાઇનમાં તેને અમલમાં મૂકવું કેટલું સરળ છે તે નક્કી કરવું મહત્વપૂર્ણ છે. આગળનું પગલું એ જરૂરી વોલ્ટેજ રેટિંગ અથવા ઘટક વહન કરી શકે તે મહત્તમ વોલ્ટેજ નક્કી કરવાનું છે. વોલ્ટેજ રેટિંગ જેટલું ઊંચું છે, ઉપકરણની કિંમત વધારે છે. વ્યવહારમાં, વોલ્ટેજ રેટિંગ ટ્રંક અથવા બસ વોલ્ટેજ કરતા વધારે હોવું જોઈએ. આ પૂરતું રક્ષણ પૂરું પાડશે જેથી MOSFET નિષ્ફળ ન થાય. MOSFET પસંદગી માટે, મહત્તમ વોલ્ટેજ નક્કી કરવું મહત્વપૂર્ણ છે કે જે ડ્રેઇનથી સ્ત્રોત સુધી ટકી શકે છે, એટલે કે મહત્તમ VDS, તેથી તે જાણવું મહત્વપૂર્ણ છે કે MOSFET જે મહત્તમ વોલ્ટેજનો સામનો કરી શકે છે તે તાપમાન સાથે બદલાય છે. ડિઝાઇનરોને સમગ્ર ઓપરેટિંગ તાપમાન શ્રેણી પર વોલ્ટેજ શ્રેણીનું પરીક્ષણ કરવાની જરૂર છે. સર્કિટ નિષ્ફળ ન થાય તેની ખાતરી કરવા માટે રેટેડ વોલ્ટેજમાં આ શ્રેણીને આવરી લેવા માટે પૂરતો માર્જિન હોવો જરૂરી છે. આ ઉપરાંત, અન્ય સલામતી પરિબળોને પ્રેરિત વોલ્ટેજ ટ્રાન્ઝિયન્ટ્સ ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે.

બીજું, વર્તમાન રેટિંગ નક્કી કરો

MOSFET નું વર્તમાન રેટિંગ સર્કિટ સ્ટ્રક્ચર પર આધારિત છે. વર્તમાન રેટિંગ એ મહત્તમ વર્તમાન છે જે લોડ તમામ સંજોગોમાં ટકી શકે છે. વોલ્ટેજ કેસની જેમ જ, ડિઝાઇનરે ખાતરી કરવાની જરૂર છે કે પસંદ કરેલ MOSFET આ રેટ કરેલ પ્રવાહને વહન કરવા સક્ષમ છે, પછી ભલે સિસ્ટમ સ્પાઇક કરંટ જનરેટ કરે. ધ્યાનમાં લેવાના બે વર્તમાન દૃશ્યો છે સતત મોડ અને પલ્સ સ્પાઇક્સ. MOSFET સતત વહન સ્થિતિમાં સ્થિર સ્થિતિમાં હોય છે, જ્યારે વર્તમાન ઉપકરણમાંથી સતત પસાર થાય છે. પલ્સ સ્પાઇક્સ એ ઉપકરણમાંથી વહેતા મોટી સંખ્યામાં સર્જેસ (અથવા કરંટના સ્પાઇક્સ) નો સંદર્ભ આપે છે, જે કિસ્સામાં, એકવાર મહત્તમ પ્રવાહ નક્કી કરવામાં આવે તે પછી, આ મહત્તમ પ્રવાહનો સામનો કરી શકે તેવા ઉપકરણને સીધી રીતે પસંદ કરવાની બાબત છે.

રેટ કરેલ વર્તમાન પસંદ કર્યા પછી, વહન નુકશાનની પણ ગણતરી કરવામાં આવે છે. ચોક્કસ કિસ્સાઓમાં,MOSFETવાહક પ્રક્રિયા દરમિયાન થતા વિદ્યુત નુકસાનને કારણે આદર્શ ઘટકો નથી, કહેવાતા વહન નુકશાન. જ્યારે "ચાલુ" હોય, ત્યારે MOSFET એક વેરિયેબલ રેઝિસ્ટર તરીકે કામ કરે છે, જે ઉપકરણના RDS(ON) દ્વારા નક્કી થાય છે અને તાપમાન સાથે નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે. ઉપકરણના પાવર લોસની ગણતરી Iload2 x RDS(ON) થી કરી શકાય છે, અને કારણ કે ઓન-રેઝિસ્ટન્સ તાપમાન સાથે બદલાય છે, પાવર લોસ પ્રમાણસર બદલાય છે. MOSFET પર VGS જેટલું ઊંચું વોલ્ટેજ લાગુ થાય છે, તેટલું ઓછું RDS(ON); તેનાથી વિપરીત, RDS(ચાલુ) જેટલું ઊંચું છે. સિસ્ટમ ડિઝાઇનર માટે, આ તે છે જ્યાં સિસ્ટમ વોલ્ટેજના આધારે ટ્રેડઓફ્સ અમલમાં આવે છે. પોર્ટેબલ ડિઝાઇન માટે, નીચા વોલ્ટેજ સરળ (અને વધુ સામાન્ય) છે, જ્યારે ઔદ્યોગિક ડિઝાઇન માટે, ઉચ્ચ વોલ્ટેજનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. નોંધ કરો કે RDS(ON) પ્રતિકાર પ્રવાહ સાથે થોડો વધે છે.

ટેક્નોલોજીની ઘટક લાક્ષણિકતાઓ પર જબરદસ્ત અસર પડે છે, અને કેટલીક ટેક્નોલોજીઓ જ્યારે મહત્તમ VDS વધારતી હોય ત્યારે RDS(ON)માં વધારો કરે છે. આવી ટેક્નોલોજીઓ માટે, જો VDS અને RDS(ON)ને ઘટાડવું હોય તો વેફરના કદમાં વધારો જરૂરી છે, આમ તેની સાથે જતું પેકેજનું કદ અને અનુરૂપ વિકાસ ખર્ચમાં વધારો થાય છે. ઉદ્યોગમાં ઘણી બધી તકનીકો છે જે વેફરના કદમાં વધારાને નિયંત્રિત કરવાનો પ્રયાસ કરે છે, જેમાંથી સૌથી મહત્વપૂર્ણ ટ્રેન્ચ અને ચાર્જ બેલેન્સ તકનીકો છે. ટ્રેન્ચ ટેક્નોલોજીમાં, ઊંડી ખાઈને વેફરમાં જડિત કરવામાં આવે છે, જે સામાન્ય રીતે ઓછા વોલ્ટેજ માટે આરક્ષિત હોય છે, જેથી ઓન-રેઝિસ્ટન્સ RDS(ON)ને ઘટાડવામાં આવે.

III. ગરમીના વિસર્જનની જરૂરિયાતો નક્કી કરો

આગળનું પગલું એ સિસ્ટમની થર્મલ આવશ્યકતાઓની ગણતરી કરવાનું છે. બે અલગ અલગ દૃશ્યો ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે, સૌથી ખરાબ કેસ અને વાસ્તવિક કેસ. TPV સૌથી ખરાબ પરિસ્થિતિ માટે પરિણામોની ગણતરી કરવાની ભલામણ કરે છે, કારણ કે આ ગણતરી સલામતીનો મોટો માર્જિન પ્રદાન કરે છે અને ખાતરી કરે છે કે સિસ્ટમ નિષ્ફળ જશે નહીં.

IV. સ્વિચિંગ પરફોર્મન્સ

છેલ્લે, MOSFET ની સ્વિચિંગ કામગીરી. ત્યાં ઘણા પરિમાણો છે જે સ્વિચિંગ પ્રભાવને અસર કરે છે, મહત્વપૂર્ણ છે ગેટ/ડ્રેન, ગેટ/સોર્સ અને ડ્રેઇન/સોર્સ કેપેસીટન્સ. આ કેપેસિટેન્સ દરેક વખતે જ્યારે તેઓ સ્વિચ કરવામાં આવે ત્યારે તેમને ચાર્જ કરવાની જરૂરિયાતને કારણે ઘટકમાં સ્વિચિંગ નુકસાન બનાવે છે. પરિણામે, MOSFET ની સ્વિચિંગ ઝડપ ઘટે છે અને ઉપકરણની કાર્યક્ષમતા ઘટે છે. સ્વિચિંગ દરમિયાન ઉપકરણમાં થયેલા કુલ નુકસાનની ગણતરી કરવા માટે, ડિઝાઇનરને ટર્ન-ઑન (ઇઓન) દરમિયાન થયેલા નુકસાન અને ટર્ન-ઑફ (ઇઓફ) દરમિયાન થયેલા નુકસાનની ગણતરી કરવાની જરૂર છે. આ નીચેના સમીકરણ દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે: Psw = (Eon + Eoff) x સ્વિચિંગ આવર્તન. અને ગેટ ચાર્જ (Qgd) સ્વિચિંગ કામગીરી પર સૌથી વધુ અસર કરે છે.