નાના વોલ્ટેજ MOSFET ને યોગ્ય રીતે કેવી રીતે પસંદ કરવું

નાના વોલ્ટેજ MOSFET પસંદગી એ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભાગ છેMOSFETપસંદગી સારી નથી તે સમગ્ર સર્કિટની કાર્યક્ષમતા અને ખર્ચને અસર કરી શકે છે, પરંતુ એન્જિનિયરોને ઘણી મુશ્કેલી પણ લાવશે કે MOSFET ને યોગ્ય રીતે કેવી રીતે પસંદ કરવું?

 

 

એન-ચેનલ અથવા પી-ચેનલ પસંદ કરી રહ્યા છીએ ડિઝાઇન માટે યોગ્ય ઉપકરણ પસંદ કરવાનું પ્રથમ પગલું એ નક્કી કરવાનું છે કે N-ચેનલ અથવા P-ચેનલ MOSFET નો ઉપયોગ કરવો કે કેમ તે સામાન્ય પાવર એપ્લિકેશનમાં, MOSFET જ્યારે લો-વોલ્ટેજ સાઇડ સ્વીચ બનાવે છે. MOSFET ગ્રાઉન્ડ છે અને લોડ ટ્રંક વોલ્ટેજ સાથે જોડાયેલ છે. લો વોલ્ટેજ સાઇડ સ્વીચમાં, ઉપકરણને બંધ કરવા અથવા ચાલુ કરવા માટે જરૂરી વોલ્ટેજને ધ્યાનમાં રાખીને N-ચેનલ MOSFET નો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.

 

જ્યારે MOSFET બસ સાથે જોડાયેલ હોય અને લોડ ગ્રાઉન્ડ થાય, ત્યારે હાઈ વોલ્ટેજ સાઇડ સ્વીચનો ઉપયોગ કરવાનો હોય છે. P-ચેનલ MOSFET નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે આ ટોપોલોજીમાં થાય છે, ફરીથી વોલ્ટેજ ડ્રાઇવ વિચારણા માટે. વર્તમાન રેટિંગ નક્કી કરો. MOSFET નું વર્તમાન રેટિંગ પસંદ કરો. સર્કિટ સ્ટ્રક્ચર પર આધાર રાખીને, આ વર્તમાન રેટિંગ મહત્તમ વર્તમાન હોવું જોઈએ જે તમામ સંજોગોમાં લોડનો સામનો કરી શકે છે.

 

વોલ્ટેજના કેસની જેમ, ડિઝાઇનરે ખાતરી કરવી આવશ્યક છે કે પસંદ કરેલ છેMOSFETસિસ્ટમ સ્પાઇક કરંટ જનરેટ કરતી હોય ત્યારે પણ આ વર્તમાન રેટિંગનો સામનો કરી શકે છે. ધ્યાનમાં લેવાના બે વર્તમાન કેસો સતત મોડ અને પલ્સ સ્પાઇક્સ છે. સતત વહન મોડમાં, MOSFET સ્થિર સ્થિતિમાં હોય છે, જ્યારે વર્તમાન ઉપકરણમાંથી સતત પસાર થાય છે.

 

પલ્સ સ્પાઇક્સ એ છે જ્યારે ઉપકરણમાંથી મોટા ઉછાળો (અથવા કરંટના સ્પાઇક્સ) વહે છે. એકવાર આ શરતો હેઠળ મહત્તમ વર્તમાન નિર્ધારિત થઈ જાય, તે ફક્ત એક ઉપકરણ પસંદ કરવાની બાબત છે જે આ મહત્તમ વર્તમાનનો સામનો કરી શકે. થર્મલ જરૂરિયાતો નક્કી કરવી MOSFET પસંદ કરવા માટે પણ સિસ્ટમની થર્મલ જરૂરિયાતોની ગણતરી કરવી જરૂરી છે. ડિઝાઇનરે બે અલગ અલગ દૃશ્યો, સૌથી ખરાબ કેસ અને સાચો કેસ ધ્યાનમાં લેવો જોઈએ. એવી ભલામણ કરવામાં આવે છે કે સૌથી ખરાબ-કેસ ગણતરીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે કારણ કે તે સલામતીનું વધુ માર્જિન પ્રદાન કરે છે અને ખાતરી કરે છે કે સિસ્ટમ નિષ્ફળ જશે નહીં. MOSFET ડેટા શીટ પર કેટલાક માપદંડો પણ છે જેના વિશે જાગૃત રહેવું જોઈએ; જેમ કે પેકેજ ઉપકરણના સેમિકન્ડક્ટર જંકશન અને પર્યાવરણ વચ્ચેનો થર્મલ પ્રતિકાર અને મહત્તમ જંકશન તાપમાન. સ્વિચિંગ પર્ફોર્મન્સ પર નિર્ણય લેતા, MOSFET પસંદ કરવાનું અંતિમ પગલું એ છે કેMOSFET.

ત્યાં ઘણા પરિમાણો છે જે સ્વિચિંગ પ્રદર્શનને અસર કરે છે, પરંતુ સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે ગેટ/ડ્રેન, ગેટ/સોર્સ અને ડ્રેઇન/સોર્સ કેપેસીટન્સ. આ કેપેસિટેન્સ ઉપકરણમાં સ્વિચિંગ નુકસાન બનાવે છે કારણ કે દરેક સ્વિચિંગ દરમિયાન તેને ચાર્જ કરવાની હોય છે. તેથી MOSFET ની સ્વિચિંગ ઝડપ ઓછી થાય છે અને ઉપકરણની કાર્યક્ષમતા ઘટે છે. સ્વિચિંગ દરમિયાન ઉપકરણના કુલ નુકસાનની ગણતરી કરવા માટે, ડિઝાઇનરે ટર્ન-ઑન નુકસાન (ઇઓન) અને ટર્ન-ઑફ નુકસાનની ગણતરી કરવી આવશ્યક છે.

 

જ્યારે vGS નું મૂલ્ય નાનું હોય છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોનને શોષવાની ક્ષમતા મજબૂત હોતી નથી, લિકેજ - હજુ પણ કોઈ વાહક ચેનલ રજૂ કરતી નથી વચ્ચેનો સ્ત્રોત, vGS વધે છે, વધારો પર ઇલેક્ટ્રોનના P સબસ્ટ્રેટ બાહ્ય સપાટીના સ્તરમાં શોષાય છે, જ્યારે vGS એક સ્તર સુધી પહોંચે છે. ચોક્કસ મૂલ્ય, P સબસ્ટ્રેટ દેખાવની નજીકના ગેટમાંના આ ઇલેક્ટ્રોન N-પ્રકારના પાતળા સ્તરની રચના કરે છે, અને બે N + ઝોન સાથે જોડાયેલા હોય છે જ્યારે vGS ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, ત્યારે P સબસ્ટ્રેટ દેખાવની નજીકના ગેટમાં આ ઇલેક્ટ્રોન એક રચના કરશે. N-ટાઈપનું પાતળું પડ, અને બે N+ પ્રદેશ સાથે જોડાયેલ, ગટરમાં - સ્ત્રોત N-ટાઈપ વાહક ચેનલ, તેનો વાહક પ્રકાર અને P સબસ્ટ્રેટની વિરુદ્ધ, એન્ટિ-ટાઈપ લેયર બનાવે છે. vGS મોટું છે, ઇલેક્ટ્રીક ક્ષેત્ર જેટલું મજબૂત હોય છે તેટલા સેમિકન્ડક્ટર દેખાવની ભૂમિકા, P સબસ્ટ્રેટના બાહ્ય ભાગમાં ઇલેક્ટ્રોનનું શોષણ, વાહક ચેનલ જેટલી જાડી હોય છે, ચેનલનો પ્રતિકાર ઓછો હોય છે. એટલે કે, VGS < VT માં N-ચેનલ MOSFET, વાહક ચેનલની રચના કરી શકતી નથી, ટ્યુબ કટઓફ સ્થિતિમાં છે. જ્યાં સુધી જ્યારે vGS ≥ VT, માત્ર ત્યારે જ જ્યારે ચેનલ રચના. ચેનલની રચના થયા પછી, ડ્રેઇન - સ્ત્રોત વચ્ચે ફોરવર્ડ વોલ્ટેજ vDS ઉમેરીને ડ્રેઇન પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.

પરંતુ Vgs વધવાનું ચાલુ રાખે છે, ચાલો કહીએ કે IRFPS40N60KVgs = 100V જ્યારે Vds = 0 અને Vds = 400V, બે શરતો, શું અસર લાવવા માટે ટ્યુબનું કાર્ય, જો બળી જાય તો, કારણ અને પ્રક્રિયાની આંતરિક પદ્ધતિ એ છે કે કેવી રીતે Vgs વધારો ઘટાડશે. Rds (ચાલુ) સ્વિચિંગ નુકસાન ઘટાડે છે, પરંતુ તે જ સમયે Qg વધારશે, જેથી ટર્ન-ઓન નુકસાન વધુ મોટું બને, Vgg થી Cgs ચાર્જિંગ અને વધારો દ્વારા MOSFET GS વોલ્ટેજની કાર્યક્ષમતાને અસર કરે છે, જાળવણી વોલ્ટેજ Vth પર પહોંચે છે. , MOSFET વાહક શરૂ; મોસફેટ ડીએસ વર્તમાન વધારો, ડીએસ કેપેસીટન્સ અને ડિસ્ચાર્જના ડિસ્ચાર્જને કારણે અંતરાલમાં મિલીયર કેપેસીટન્સ, જીએસ કેપેસીટન્સ ચાર્જિંગ પર વધુ અસર થતી નથી; Qg = Cgs * Vgs, પરંતુ ચાર્જ વધવાનું ચાલુ રહેશે.

MOSFET નું DS વોલ્ટેજ Vgs જેટલા જ વોલ્ટેજમાં આવી જાય છે, મિલિયર કેપેસીટન્સ મોટા પ્રમાણમાં વધે છે, બાહ્ય ડ્રાઈવ વોલ્ટેજ મિલિયર કેપેસીટન્સ ચાર્જ કરવાનું બંધ કરે છે, જીએસ કેપેસીટન્સનું વોલ્ટેજ યથાવત રહે છે, મિલિયર કેપેસીટન્સ પર વોલ્ટેજ વધે છે, જ્યારે વોલ્ટેજ વધે છે. ડીએસ કેપેસિટેન્સમાં ઘટાડો ચાલુ રહે છે; MOSFET નું DS વોલ્ટેજ સંતૃપ્ત વહન પર વોલ્ટેજ સુધી ઘટે છે, મિલિયર કેપેસીટન્સ નાનું બને છે MOSFET નું DS વોલ્ટેજ સંતૃપ્ત વહન સમયે વોલ્ટેજ સુધી ઘટી જાય છે, મિલિયર કેપેસીટન્સ નાનું બને છે અને બાહ્ય ડ્રાઈવ દ્વારા GS કેપેસીટન્સ સાથે મળીને ચાર્જ કરવામાં આવે છે. વોલ્ટેજ, અને GS કેપેસીટન્સ પર વોલ્ટેજ વધે છે; વોલ્ટેજ માપન ચેનલો સ્થાનિક 3D01, 4D01 અને નિસાનની 3SK શ્રેણી છે.

જી-પોલ (ગેટ) નિર્ધારણ: મલ્ટિમીટરના ડાયોડ ગિયરનો ઉપયોગ કરો. જો પોઝિટિવ અને નેગેટિવ વોલ્ટેજ ડ્રોપ વચ્ચેનો એક ફૂટ અને બીજા બે ફીટ 2V કરતા વધારે હોય, એટલે કે ડિસ્પ્લે "1", તો આ ફૂટ એ ગેટ જી છે. અને પછી બાકીના બે ફીટને માપવા માટે પેનનું વિનિમય કરો, તે સમયે વોલ્ટેજ ડ્રોપ નાનો છે, કાળી પેન ડી-પોલ (ડ્રેન) સાથે જોડાયેલ છે, લાલ પેન એસ-પોલ (સ્રોત) સાથે જોડાયેલ છે.