最近、多くのお客様が Olukey に MOSFET について相談に来ると、「適切な MOSFET をどのように選択すればよいですか?」という質問をされます。この質問については、オルキーが皆さんにお答えします。
まず、MOSFETの原理を理解する必要があります。 MOSFETの詳細については、前回の記事「MOS電界効果トランジスタとは」で詳しく紹介しています。まだ不明な場合は、まずそれについて学ぶことができます。簡単に言えば、MOSFET は電圧制御半導体コンポーネントに属し、高入力抵抗、低ノイズ、低消費電力、大きなダイナミック レンジ、容易な集積化、二次降伏なし、および広い安全動作範囲という利点があります。
では、どうやって正しいものを選べばよいのでしょうかMOSFET?
1. N チャネル MOSFET を使用するか P チャネル MOSFET を使用するかを決定します
まず、以下に示すように、N チャネル MOSFET を使用するか P チャネル MOSFET を使用するかを決定する必要があります。
上の図からわかるように、N チャネル MOSFET と P チャネル MOSFET には明らかな違いがあります。たとえば、MOSFET が接地され、負荷が分岐電圧に接続されている場合、MOSFET は高電圧側スイッチを形成します。このとき、NチャネルMOSFETを使用する必要があります。逆に、MOSFET がバスに接続され、負荷が接地されている場合は、ローサイド スイッチが使用されます。 P チャネル MOSFET は通常、特定のトポロジで使用されますが、これも電圧駆動の考慮事項によるものです。
2. MOSFETの余分な電圧と余分な電流
(1)。 MOSFETに必要な追加電圧を決定する
次に、電圧駆動に必要な追加電圧、またはデバイスが許容できる最大電圧をさらに決定します。 MOSFETの追加電圧が大きくなるほど。これは、選択する必要がある MOSFETVDS 要件が大きいほど、MOSFET が許容できる最大電圧に基づいてさまざまな測定と選択を行うことが特に重要であることを意味します。もちろん一般的にポータブル機器は20V、FPGAの電源は20～30V、AC85～220Vは450～600Vです。 WINSOK の MOSFET は耐圧が強く、応用範囲が広いため、多くのユーザーに愛用されています。ご要望がございましたら、オンラインカスタマーサービスまでお問い合わせください。
(2) MOSFET に必要な追加電流を決定します。
定格電圧条件も選定した場合、MOSFETが必要とする定格電流を決定する必要があります。いわゆる定格電流は、実際には、MOS 負荷がいかなる状況下でも耐えることができる最大電流です。電圧の状況と同様に、システムが電流スパイクを生成する場合でも、選択した MOSFET が一定量の追加電流を処理できることを確認してください。考慮すべき 2 つの現在の条件は、連続パターンとパルス スパイクです。連続導通モードでは、MOSFET は定常状態にあり、電流がデバイスに流れ続けます。パルス スパイクとは、デバイスを流れる少量のサージ (またはピーク電流) を指します。環境内の最大電流が決まれば、特定の最大電流に耐えることができるデバイスを直接選択するだけで済みます。
追加電流を選択した後は、伝導消費も考慮する必要があります。実際のMOSFETは、熱伝導の過程で伝導損失と呼ばれる運動エネルギーを消費するため、実際のデバイスではありません。 MOSFET が「オン」の場合、MOSFET は可変抵抗器のように動作します。これはデバイスの RDS(ON) によって決まり、測定によって大きく変化します。機械の消費電力はIload2×RDS(ON)で計算できます。測定に応じて帰還抵抗が変化するため、消費電力もそれに応じて変化します。 MOSFET に印加される電圧 VGS が高くなるほど、RDS(ON) は小さくなります。逆に、RDS(ON) は高くなります。 RDS(ON) 抵抗は電流とともにわずかに減少することに注意してください。 RDS (ON) 抵抗器の電気パラメータの各グループの変更は、メーカーの製品選択表で確認できます。
3. システムに必要な冷却要件を決定します。
次に判断する条件は、システムに必要な放熱要件です。この場合、2 つの同一の状況、つまり最悪の状況と実際の状況を考慮する必要があります。
MOSFETの放熱に関しては、オルーキー特定の効果では、システムが故障しないようにするためにより大きな保険マージンが必要となるため、最悪のシナリオに対する解決策が優先されます。 MOSFET データシートには注意が必要な測定データがいくつかあります。デバイスのジャンクション温度は、最大条件の測定値に熱抵抗と消費電力の積を加えたものに等しくなります (ジャンクション温度 = 最大条件の測定値 + [熱抵抗 × 消費電力] )。システムの最大消費電力は、定義上 I2×RDS (ON) と同じである特定の式に従って解くことができます。デバイスを通過する最大電流はすでに計算されており、さまざまな測定の下で RDS (ON) を計算できます。さらに、回路基板とその MOSFET の放熱にも注意する必要があります。
アバランシェ降伏とは、半超電導部品の逆電圧が最大値を超え、部品内の電流を増加させる強い磁場を形成することを意味します。チップサイズの増加により風倒れ防止性能が向上し、最終的には機械の安定性が向上します。したがって、より大きなパッケージを選択すると、雪崩を効果的に防ぐことができます。
4. MOSFETのスイッチング性能を決定する
最終的な判断条件はMOSFETのスイッチング性能です。 MOSFET のスイッチング性能に影響を与える要因は数多くあります。最も重要なものは、電極 - ドレイン、電極 - ソース、およびドレイン - ソースの 3 つのパラメーターです。コンデンサはスイッチングするたびに充電されるため、コンデンサ内でスイッチング損失が発生します。したがって、MOSFETのスイッチング速度が低下し、デバイスの効率に影響を与えます。したがって、MOSFETを選択する過程では、スイッチング過程でのデバイスの総損失も判断して計算する必要があります。ターンオン時の損失(Eon)とターンオフ時の損失を計算する必要があります。 （エオフ）。 MOSFET スイッチの合計電力は、次の式で表すことができます: Psw = (Eon + Eoff) × スイッチング周波数。ゲート電荷 (Qgd) はスイッチング性能に最も大きな影響を与えます。
要約すると、適切な MOSFET を選択するには、N チャネル MOSFET または P チャネル MOSFET の余分な電圧と余分な電流、デバイス システムの放熱要件、およびスイッチング性能の 4 つの側面から対応する判断を下す必要があります。 MOSFET。
今日は、適切な MOSFET を選択する方法について説明しました。お役に立てれば幸いです。
投稿日時: 2023 年 12 月 12 日
