MOSFET Package Switching Tube Selection and Circuit Diagrams

ʻO ka hana mua e hana i kahi koho oMOSFET, e hele mai ana i ʻelua ʻano nui: N-channel a me P-channel. I nā ʻōnaehana mana, hiki ke noʻonoʻo ʻia nā MOSFET e like me nā hoʻololi uila. Ke hoʻohui ʻia ka volta maikaʻi ma waena o ka ʻīpuka a me ke kumu o kahi MOSFET N-channel, e holo ana kāna hoʻololi. I ka wā o ka hoʻokele ʻana, hiki ke kahe ʻia ke kahe mai ke kahawai a i ke kumu. Aia ke kū'ē kūloko ma waena o ke kahawai a me ke kumu i kapa ʻia ʻo on-resistance RDS(ON). Pono e maopopo ʻo ka puka o kahi MOSFET kahi pahu impedance kiʻekiʻe, no laila e hoʻohui mau ʻia kahi volta i ka puka. ʻO kēia ke kūʻē ʻana i ka lepo kahi i hoʻopili ʻia ai ka puka ma ke kiʻi kaapuni i hōʻike ʻia ma hope. Inā waiho ʻia ka ʻīpuka e lele ana, ʻaʻole e holo ka hāmeʻa e like me ka mea i hoʻolālā ʻia a hiki ke hoʻā a pio paha i nā manawa kūpono ʻole, e hopena ai i ka nalowale o ka mana o ka ʻōnaehana. Inā ʻaʻole ka volta ma waena o ke kumu a me ka ʻīpuka, e pio ke kī a pau ke kahe ʻana o ka manawa ma ka hāmeʻa. ʻOiai ua pio ka hāmeʻa i kēia manawa, aia kahi manawa liʻiliʻi, i kapa ʻia ʻo leakage current, a i ʻole IDSS.

KaʻAnuʻu Hana 1: E koho i ka N-kanila a i ʻole P-channel

ʻO ka hana mua i ke koho ʻana i ka hāmeʻa kūpono no ka hoʻolālā ʻana, ʻo ia ka hoʻoholo ʻana inā e hoʻohana i ka MOSFET N-channel a i ʻole P-channel MOSFET. i loko o kahi noi mana maʻamau, i ka wā i hoʻopaʻa ʻia ai kahi MOSFET a hoʻopili ʻia ka haʻawe i ka volta pahu, ʻo ia ka MOSFET i ke kuapo haʻahaʻa haʻahaʻa. Ma ka ʻaoʻao hoʻololi haʻahaʻa haʻahaʻa, kahi kaila NMOSFETpono e hoʻohana ʻia ma muli o ka noʻonoʻo ʻana i ka volta e pono ai e hoʻopau a hoʻohuli paha i ka hāmeʻa. Ke hoʻopili ʻia ka MOSFET i ke kaʻa a hoʻopaʻa ʻia ka ukana, pono e hoʻohana ʻia ka hoʻololi ʻaoʻao kiʻekiʻe. Hoʻohana pinepine ʻia kahi MOSFET P-channel i kēia topology, no ka noʻonoʻo ʻana i ka hoʻokele uila.

KaʻAnuʻu Hana 2: E hoʻoholo i ka helu o kēia manawa

ʻO ka hana ʻelua ke koho i ka helu o kēia manawa o ka MOSFET. Ma muli o ke kaʻapuni kaʻapuni, ʻo kēia helu o kēia manawa ʻo ia ka ʻoi loa i hiki i ka ukana ke kūpaʻa ma lalo o nā kūlana āpau. E like me ka hihia o ka volta, pono ka mea hoʻolālā e hōʻoia e hiki i ka MOSFET i koho ʻia ke kū i kēia helu o kēia manawa, ʻoiai ke hoʻopuka nei ka ʻōnaehana i nā au spike. ʻO nā hihia ʻelua i manaʻo ʻia i kēia manawa ʻo ke ʻano hoʻomau a me ka pulse spike. Hoʻokumu ʻia kēia ʻāpana ma ka FDN304P tube DATASHEET ma ke ʻano he kuhikuhi a hōʻike ʻia nā ʻāpana i ke kiʻi:

Ma ke ʻano hana hoʻomau mau, aia ka MOSFET ma ke ʻano paʻa, ke kahe mau ka manawa ma o ka hāmeʻa. ʻO ka puʻupuʻu puʻupuʻu i ka wā e kahe ana ka nui o ka piʻi (a i ʻole ka spike current) ma o ka hāmeʻa. I ka manawa i hoʻoholo ʻia ai ka ʻoi loa ma lalo o kēia mau kūlana, he mea wale nō ia o ke koho pololei ʻana i kahi hāmeʻa hiki ke kū i kēia au kiʻekiʻe.

Ma hope o ke koho ʻana i ka manawa i helu ʻia, pono ʻoe e helu i ka nalowale conduction. Ma ka hana, kaMOSFETʻAʻole ia ka mea maikaʻi loa, no ka mea, i loko o ke kaʻina hana e loaʻa ai ka mana, i kapa ʻia ʻo conduction loss. MOSFET ma ka "on" e like me ke kū'ē kū'ē, hoʻoholo ʻia e ka RDS (ON) o ka mea hana, a me ka mahana a me nā loli nui. Hiki ke helu ʻia ka hoʻoheheʻe ʻana o ka mana mai Iload2 x RDS(ON), a no ka mea ʻokoʻa ke kūʻē ʻana me ka mahana, ʻokoʻa like ka dissipation mana. ʻO ke kiʻekiʻe o ka volta VGS i hoʻohana ʻia i ka MOSFET, ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka RDS (ON); ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka RDS (ON). No ka mea hoʻolālā pūnaewele, eia kahi e hoʻokomo ai nā kālepa ma muli o ka volta pūnaewele. No nā hoʻolālā portable, ʻoi aku ka maʻalahi (a ʻoi aku ka maʻamau) e hoʻohana i nā voltage haʻahaʻa, ʻoiai no nā hoʻolālā ʻenehana, hiki ke hoʻohana ʻia i nā voltage kiʻekiʻe. E hoʻomaopopo i ka piʻi iki o ke kūʻē ʻana o RDS(ON) me kēia manawa. Hiki ke loaʻa nā ʻokoʻa o nā ʻāpana uila like ʻole o ka resistor RDS (ON) ma ka pepa ʻikepili ʻenehana i hāʻawi ʻia e ka mea hana.

KaʻAnuʻu Hana 3: E hoʻoholo i nā Koina Thermal

ʻO ka hana aʻe i ke koho ʻana i kahi MOSFET e helu i nā koi wela o ka ʻōnaehana. Pono ka mea hoʻolālā e noʻonoʻo i ʻelua mau hiʻohiʻona like ʻole, ka hihia ʻoi loa a me ka hihia maoli. Manaʻo ʻia ka helu ʻana no ka hihia ʻino loa no ka mea e hāʻawi ana kēia hopena i kahi palena ʻoi aku ka palekana a hōʻoia ʻaʻole e hāʻule ka ʻōnaehana. Aia kekahi mau ana e ʻike ʻia ma ka pepa ʻike MOSFET; e like me ke kūpaʻa wela ma waena o ka hui semiconductor o ka mea i hoʻopili ʻia a me ke kaiapuni, a me ka wela o ka hui kiʻekiʻe.

Ua like ka wela hui o ka mea hana me ka wela ambient kiʻekiʻe a me ka huahana o ke kūpaʻa wela a me ka hoʻopau ʻana i ka mana (ka wela hui = ka wela ambient kiʻekiʻe + [kūʻai wela × mana dissipation]). Mai kēia hoʻohālikelike e hiki ke hoʻoholo i ka mana kiʻekiʻe o ka dissipation o ka ʻōnaehana, ma ka wehewehe ʻana e like me I2 x RDS(ON). No ka mea ua hoʻoholo ka poʻe limahana i ka ʻoi loa o kēia manawa e hele i ka hāmeʻa, hiki ke helu ʻia ʻo RDS (ON) no nā wela like ʻole. He mea nui e hoʻomaopopo i ka wā e pili ana i nā hiʻohiʻona wela maʻalahi, pono e noʻonoʻo ka mea hoʻolālā i ka hiki ke wela o ka junction semiconductor / pahu hāmeʻa a me ka hihia / kaiapuni; ʻo ia hoʻi, ʻaʻole e mahana koke ka papa kaapuni paʻi a me ka pūʻolo.

ʻO ka mea maʻamau, he PMOSFET, aia kahi diode parasitic i kēia manawa, ʻo ka hana a ka diode ka pale ʻana i ka pilina hoʻihoʻi kumu, no ka PMOS, ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o ka NMOS ʻo ia ka hiki ke 0, a ʻo ka ʻokoʻa uila ma waena o ka. ʻAʻole nui ka volt DS, ʻoiai ʻo ka NMOS ma ke ʻano he koi ka VGS ma mua o ka paepae, kahi e alakaʻi ai i ka mana mana e ʻoi aku ka nui ma mua o ka volta i koi ʻia, a aia nō. pilikia pono ole. Ua koho ʻia ʻo PMOS ma ke ʻano he hoʻololi mana no nā noi ʻelua:

Ua like ka wela hui o ka mea hana me ka wela ambient kiʻekiʻe a me ka huahana o ke kūpaʻa wela a me ka hoʻopau ʻana i ka mana (ka wela hui = ka wela ambient kiʻekiʻe + [kūʻai wela × mana dissipation]). Mai kēia hoʻohālikelike e hiki ke hoʻoholo i ka mana kiʻekiʻe o ka dissipation o ka ʻōnaehana, ma ka wehewehe ʻana e like me I2 x RDS(ON). Ma muli o ka hoʻoholo ʻana o ka mea hoʻolālā i ka ʻoi loa o kēia manawa e hele i ka hāmeʻa, hiki ke helu ʻia ʻo RDS(ON) no nā wela like ʻole. He mea nui e hoʻomaopopo i ka wā e pili ana i nā hiʻohiʻona wela maʻalahi, pono e noʻonoʻo ka mea hoʻolālā i ka hiki ke wela o ka junction semiconductor / pahu hāmeʻa a me ka hihia / kaiapuni; ʻo ia hoʻi, ʻaʻole e mahana koke ka papa kaapuni paʻi a me ka pūʻolo.

ʻO ka mea maʻamau, he PMOSFET, aia kahi diode parasitic i kēia manawa, ʻo ka hana a ka diode ka pale ʻana i ka pilina hoʻihoʻi kumu, no ka PMOS, ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o ka NMOS ʻo ia ka hiki ke 0, a ʻo ka ʻokoʻa uila ma waena o ka. ʻAʻole nui ka volt DS, ʻoiai ʻo ka NMOS ma ke ʻano he koi ka VGS ma mua o ka paepae, kahi e alakaʻi ai i ka mana mana e ʻoi aku ka nui ma mua o ka volta i koi ʻia, a aia nō. pilikia pono ole. Ua koho ʻia ʻo PMOS ma ke ʻano he hoʻololi mana no nā noi ʻelua:

Ke nānā nei i kēia kaapuni, hoʻomalu ka hōʻailona hoʻomalu PGC inā hāʻawi ʻo V4.2 i ka mana iā P_GPRS a i ʻole. ʻAʻole pili kēia kaapuni, ke kumu a me nā pahu wai i ka hope, aia ʻo R110 a me R113 ma ke ʻano he nui ʻole ka nui o ka puka mana R110, ʻo R113 e hoʻomalu i ka puka o ka mea maʻamau, huki ʻia ʻo R113 i ke kiʻekiʻe, e like me ka PMOS , akā hiki ke ʻike ʻia e like me ka huki ʻana i ka hōʻailona hoʻomalu, i ka wā e paʻa ai ka MCU i loko a me ka huki ʻana, ʻo ia hoʻi, ka hoʻopuka ʻana o ka puka hāmama i ka wā e wehe ʻia ai ka puka. ʻAʻole hiki ke hoʻokuke i ka PMOS, i kēia manawa, pono ia e hāʻawi i ka volta waho i huki ʻia, no laila ke pāʻani nei ka resistor R113 i ʻelua mau kuleana. Pono ia i ka volta waho e hāʻawi i ka huki ʻana, no laila ke pāʻani nei ka resistor R113 i ʻelua hana. Hiki i ka r110 ke liʻiliʻi, a hiki i ka 100 ohms hiki.