Kapacitet vrata, otpor pri uključivanju i drugi parametri MOSFET-a

I. Kapacitivnost vrata

Kapacitivnost vrata uglavnom uključuje ulazni kapacitet (Ciss), izlazni kapacitet (Coss) i obrnuti prijenosni kapacitet (Crss, također poznat kao Millerov kapacitet).

Ulazni kapacitet (Ciss):

DEFINICIJA: Ulazni kapacitet je ukupni kapacitet između vrata i sorsa i odvoda, a sastoji se od kapacitivnosti izvora vrata (Cgs) i odvodnog kapaciteta vrata (Cgd) spojenih paralelno, tj. Ciss = Cgs + Cgd.

Funkcija: Ulazni kapacitet utječe na brzinu prebacivanja MOSFET-a. Kada se ulazni kapacitet napuni do napona praga, uređaj se može uključiti; isprazniti na određenu vrijednost, uređaj se može isključiti. Stoga, pogonski krug i Ciss imaju izravan utjecaj na kašnjenje uključivanja i isključivanja uređaja.

Izlazni kapacitet (Coss):

Definicija: Izlazni kapacitet je ukupni kapacitet između odvoda i sorsa, a sastoji se od paralelnog odvodno-izvornog kapaciteta (Cds) i gejt-odvodnog kapaciteta (Cgd), tj. Coss = Cds + Cgd.

Uloga: U aplikacijama s mekim preklapanjem, Coss je vrlo važan jer može izazvati rezonanciju u krugu.

Kapacitet obrnutog prijenosa (Crss):

Definicija: Kapacitivnost obrnutog prijenosa je ekvivalentna kapacitivnosti odvoda vrata (Cgd) i često se naziva Millerov kapacitet.

Uloga: Kapacitivnost obrnutog prijenosa važan je parametar za vremena porasta i pada prekidača, a također utječe na vrijeme odgode isključivanja. Vrijednost kapacitivnosti se smanjuje kako napon odvod-izvor raste.

II. Otpor pri uključenju (Rds(on))

Definicija: Otpor uključenosti je otpor između izvora i odvoda MOSFET-a u uključenom stanju pod određenim uvjetima (npr. specifična struja curenja, napon vrata i temperatura).

Utjecajni čimbenici: Otpor na uključivanje nije fiksna vrijednost, na njega utječe temperatura, što je viša temperatura, veći je Rds(on). Osim toga, što je veći podnosivi napon, što je deblja unutarnja struktura MOSFET-a, to je veći odgovarajući otpor pri uključivanju.

Važnost: Prilikom projektiranja prekidačkog napajanja ili pogonskog kruga, potrebno je uzeti u obzir otpor uključenosti MOSFET-a, jer će struja koja teče kroz MOSFET trošiti energiju na tom otporu, a ovaj dio potrošene energije naziva se uključeni otpor gubitak otpora. Odabir MOSFET-a s niskim otporom pri uključivanju može smanjiti gubitak otpora pri uključivanju.

Treće, drugi važni parametri

Osim kapacitivnosti vrata i otpora pri uključivanju, MOSFET ima neke druge važne parametre kao što su:

V(BR)DSS (Drain Source Breakdown Voltage):Napon izvora odvoda pri kojem struja koja teče kroz odvod doseže određenu vrijednost pri određenoj temperaturi i s kratko spojenim izvorom vrata. Iznad ove vrijednosti, cijev se može oštetiti.

VGS(th) (napon praga):Napon gejta potreban da se između izvora i odvoda počne formirati vodljivi kanal. Za standardne N-kanalne MOSFET-ove, VT je oko 3 do 6V.

ID (Maksimalna trajna struja odvoda):Maksimalna trajna istosmjerna struja koju čip može dopustiti pri najvećoj nazivnoj temperaturi spoja.

IDM (Maksimalna impulsna struja odvoda):Odražava razinu pulsne struje koju uređaj može podnijeti, pri čemu je pulsna struja puno veća od kontinuirane istosmjerne struje.

PD (maksimalna disipacija snage):uređaj može raspršiti maksimalnu potrošnju energije.

Ukratko, kapacitivnost vrata, otpor pri uključivanju i drugi parametri MOSFET-a ključni su za njegovu izvedbu i primjenu, te ih je potrebno odabrati i dizajnirati u skladu sa specifičnim scenarijima primjene i zahtjevima.