MOSFETの選び方

1. タイプを決定する

 

- N チャネルまたは P チャネル: 回路設計に基づいて、N チャネルまたは P チャネル MOSFET を選択します。通常、N チャネル MOSFET はローサイド スイッチングに使用され、P チャネル MOSFET はハイサイド スイッチングに使用されます。

 

2. 定格電圧

 

- 最大ドレイン-ソース電圧 (VDS): 最大ドレイン-ソース電圧を決定します。この値は、安全のための十分なマージンを持って、回路内の実際の電圧ストレスを超える必要があります。

- 最大ゲート・ソース間電圧 (VGS): MOSFET が駆動回路の電圧要件を満たし、ゲート・ソース間電圧制限を超えていないことを確認します。

 

3. 現在の能力

 

- 定格電流 (ID): 回路内で予想される最大電流以上の定格電流を持つ MOSFET を選択します。 MOSFET がこれらの条件下で最大電流を処理できることを確認するには、パルス ピーク電流を考慮してください。

 

4. オン抵抗 (RDS(on))

 

- オン抵抗: オン抵抗は、MOSFET が導通しているときの抵抗です。 RDS(on) が低い MOSFET を選択すると、電力損失が減少し、効率が向上します。

 

5. スイッチング性能

 

- スイッチング速度: スイッチング周波数 (FS) と MOSFET の立ち上がり/立ち下がり時間を考慮します。高周波アプリケーションの場合は、高速スイッチング特性を持つ MOSFET を選択してください。

- 静電容量: ゲート-ドレイン、ゲート-ソース、およびドレイン-ソースの静電容量はスイッチング速度と効率に影響するため、選択時にこれらを考慮する必要があります。

 

6. パッケージと熱管理

 

- パッケージ タイプ: PCB スペース、熱要件、製造プロセスに基づいて、適切なパッケージ タイプを選択します。パッケージのサイズと熱性能は、MOSFET の実装効率と冷却効率に影響します。

- 熱要件: 特に最悪の条件下で、システムの熱要件を分析します。過熱によるシステム障害を避けるために、これらの条件下で正常に動作できる MOSFET を選択してください。

 

7. 温度範囲

 

- MOSFET の動作温度範囲がシステムの環境要件と一致していることを確認します。

 

8. アプリケーションに関する特別な考慮事項

 

- 低電圧アプリケーション: 5V または 3V 電源を使用するアプリケーションの場合は、MOSFET のゲート電圧制限に細心の注意を払ってください。

- 広い電圧アプリケーション: ゲート電圧振幅を制限するには、ツェナー ダイオードを内蔵した MOSFET が必要になる場合があります。

- デュアル電圧アプリケーション: ハイサイド MOSFET をローサイドから効果的に制御するには、特別な回路設計が必要になる場合があります。

 

9. 信頼性と品質

 

- メーカーの評判、品質保証、コンポーネントの長期安定性を考慮してください。信頼性の高いアプリケーションの場合は、車載グレードまたはその他の認定済み MOSFET が必要になる場合があります。

 

10. コストと可用性

 

- MOSFETのコストとサプライヤーのリードタイムと供給の安定性を考慮し、コンポーネントが性能と予算の両方の要件を満たしていることを確認します。

 

選択手順の概要:

 

- N チャネル MOSFET が必要か P チャネル MOSFET が必要かを決定します。

- 最大のドレイン・ソース間電圧 (VDS) およびゲート・ソース間電圧 (VGS) を確立します。

- ピーク電流に対応できる定格電流 (ID) の MOSFET を選択します。

- 効率を向上させるために、RDS(on) の低い MOSFET を選択します。

- MOSFET のスイッチング速度と静電容量が性能に与える影響を考慮してください。

- スペース、熱ニーズ、および PCB 設計に基づいて、適切なパッケージ タイプを選択します。

- 動作温度範囲がシステムの要件に適合していることを確認してください。

- 電圧制限や回路設計などの特別なニーズを考慮します。

- メーカーの信頼性と品質を評価します。

- コストとサプライチェーンの安定性を考慮します。

 

MOSFET を選択するときは、デバイスのデータシートを参照し、詳細な回路解析と計算を実施して、MOSFET がすべての設計条件を満たしていることを確認することをお勧めします。シミュレーションとテストを実行することも、選択が正しいことを確認するための重要なステップです。