소전압 MOSFET을 올바르게 선택하는 방법

소전압 MOSFET 선택은 매우 중요한 부분입니다.MOSFET선택이 좋지 않으면 전체 회로의 효율성과 비용에 영향을 미칠 수 있지만 MOSFET을 올바르게 선택하는 방법에 대해 엔지니어에게 많은 어려움을 가져올 수도 있습니다.

 

 

N채널 또는 P채널 선택 설계에 적합한 장치를 선택하는 첫 번째 단계는 N채널 또는 P채널 MOSFET을 사용할지 결정하는 것입니다. 일반적인 전력 애플리케이션에서 MOSFET은 다음과 같은 경우 저전압 측면 스위치를 구성합니다. MOSFET은 접지되고 부하는 트렁크 전압에 연결됩니다. 저전압 측 스위치에서는 장치를 끄거나 켜는 데 필요한 전압을 고려하여 N채널 MOSFET을 사용해야 합니다.

 

MOSFET이 버스에 연결되고 부하가 접지될 때 고전압 측 스위치가 사용됩니다. P-채널 MOSFET은 일반적으로 전압 구동 고려 사항을 위해 이 토폴로지에서 사용됩니다. 현재 등급을 결정합니다. MOSFET의 전류 정격을 선택합니다. 회로 구조에 따라 이 정격 전류는 모든 상황에서 부하가 견딜 수 있는 최대 전류여야 합니다.

 

전압의 경우와 마찬가지로 설계자는 선택한 전압이 다음과 같은지 확인해야 합니다.MOSFET시스템이 스파이크 전류를 생성하는 경우에도 이 정격 전류를 견딜 수 있습니다. 현재 고려해야 할 두 가지 사례는 연속 모드와 펄스 스파이크입니다. 연속 전도 모드에서 전류가 장치를 통해 지속적으로 흐를 때 MOSFET은 정상 상태에 있습니다.

 

펄스 스파이크는 장치를 통해 흐르는 큰 서지(또는 전류 스파이크)가 있을 때 발생합니다. 이러한 조건에서 최대 전류가 결정되면 이 최대 전류를 견딜 수 있는 장치를 직접 선택하기만 하면 됩니다. 열 요구 사항 결정 MOSFET을 선택하려면 시스템의 열 요구 사항도 계산해야 합니다. 설계자는 최악의 경우와 실제 경우라는 두 가지 시나리오를 고려해야 합니다. 더 큰 안전 여유를 제공하고 시스템이 실패하지 않도록 보장하므로 최악의 경우 계산을 사용하는 것이 좋습니다. MOSFET 데이터 시트에는 알아야 할 몇 가지 측정값도 있습니다. 패키지 장치의 반도체 접합과 환경 사이의 열 저항, 최대 접합 온도 등이 있습니다. 스위칭 성능을 결정하는 MOSFET 선택의 마지막 단계는 MOSFET의 스위칭 성능을 결정하는 것입니다.MOSFET.

스위칭 성능에 영향을 미치는 매개변수는 많지만 가장 중요한 것은 게이트/드레인, 게이트/소스 및 드레인/소스 커패시턴스입니다. 이러한 커패시턴스는 각 스위칭 중에 충전되어야 하기 때문에 장치에 스위칭 손실을 발생시킵니다. 따라서 MOSFET의 스위칭 속도가 감소하고 장치의 효율이 감소합니다. 스위칭 중 총 장치 손실을 계산하려면 설계자는 켜기 손실(Eon)과 끄기 손실을 계산해야 합니다.

 

vGS의 값이 작을 때 전자를 흡수하는 능력은 강하지 않으며, 전도성 채널이 존재하지 않는 누설 소스 사이에서 vGS가 증가하고, vGS가 a에 도달하면 P 기판 외부 표면층에 전자가 흡수되어 증가합니다. 특정 값에 도달하면 P 기판 모양 근처의 게이트에 있는 전자는 N형의 얇은 층을 구성하고 두 개의 N + 영역이 연결되어 vGS가 특정 값에 도달하면 P 기판 모양 근처의 게이트에 있는 전자가 N형의 얇은 층을 구성합니다. N형 박층은 두 개의 N+ 영역에 연결되어 있으며, 드레인-소스에서 N형 전도성 채널을 구성하고, 그 전도성 유형은 P 기판과 반대되는 안티형 층을 구성한다. vGS가 더 크고 전기장이 강할수록 반도체 외관의 역할은 P 기판 외부로 전자가 흡수되고 전도성 채널이 두꺼워질수록 채널 저항이 낮아집니다. 즉, vGS < VT의 N채널 MOSFET은 전도성 채널을 구성할 수 없으며 튜브는 차단 상태에 있습니다. vGS ≥ VT인 경우에만 채널 구성이 가능합니다. 채널이 구성된 후 드레인-소스 사이에 순방향 전압(vDS)을 더해 드레인 전류를 생성한다.

그러나 Vgs는 계속 증가합니다. Vds = 0이고 Vds = 400V일 때 IRFPS40N60KVgs = 100V라고 가정해 보겠습니다. 두 가지 조건에서 튜브 기능은 어떤 효과를 가져오고, 연소된 경우 프로세스의 원인과 내부 메커니즘은 Vgs 증가를 줄이는 방법입니다. Rds(on)는 스위칭 손실을 감소시키지만 동시에 Qg를 증가시켜 턴온 손실이 더 커지고 Vgg에서 Cgs로의 충전 및 상승으로 MOSFET GS 전압의 효율에 영향을 미치고 유지 전압 Vth에 도달합니다. , MOSFET 시작 전도성; MOSFET DS 전류 증가, DS 커패시턴스 방전 및 방전으로 인한 간격의 밀리어 커패시턴스, GS 커패시턴스 충전은 큰 영향을 미치지 않습니다. Qg = Cgs * Vgs이지만 요금은 계속해서 쌓입니다.

MOSFET의 DS 전압은 Vgs와 동일한 전압으로 떨어지고 밀리에 커패시턴스는 크게 증가하며 외부 구동 전압은 밀리 커패시턴스 충전을 중지하고 GS 커패시턴스의 전압은 변경되지 않고 유지되며 밀리에 커패시턴스의 전압은 증가하는 반면 전압은 증가합니다. DS에서 커패시턴스는 계속해서 감소합니다. MOSFET의 DS 전압은 포화 전도 시 전압으로 감소하고 밀리에 용량은 작아집니다. MOSFET의 DS 전압은 포화 전도 시 전압으로 떨어지며 밀리에 용량은 작아지고 외부 드라이브에 의해 GS 용량과 함께 충전됩니다. 전압 및 GS 커패시턴스의 전압이 상승합니다. 전압 측정 채널은 국내 3D01, 4D01 및 Nissan의 3SK 시리즈입니다.

G극(게이트) 결정: 멀티미터의 다이오드 기어를 사용합니다. 한 발과 양의 전압 강하와 음의 전압 강하 사이의 다른 두 발이 2V보다 큰 경우, 즉 디스플레이 "1"이면 이 발은 게이트 G입니다. 그런 다음 펜을 교환하여 나머지 두 발을 측정합니다. 그 때 전압 강하가 작으므로 검은색 펜은 D극(드레인)에 연결하고 빨간색 펜은 S극(소스)에 연결합니다.