ディスクリート
MOSFET
現代エレクトロニクスのスイッチ・増幅器の主役。
これは何ですか?
MOSFET(金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ)は電圧制御スイッチです。ゲートに電圧をかけることでドレイン-ソース間に電流を流せます。DC-DC コンバータ、モータドライバ、電源分配ゲーティング、信号スイッチのスイッチング素子として使用。N チャネル(より一般的で、単位面積あたりの RDS(on) が低い)と P チャネル(ハイサイド駆動が単純)があります。
いつ必要ですか?
- あらゆる DC-DC コンバータ(降圧、昇圧、フライバック、ハーフブリッジ)のスイッチング素子。
- モータドライバ(BLDC、ステッピング、ブラシ DC)。
- ロードスイッチとバッテリ保護。
- 逆極性保護(PMOS による理想ダイオード回路)。
- 信号レベルのアナログスイッチ(2N7002 等の小信号 NMOS によるレベルシフト、ゲーティング)。
正しい部品の選び方
- 極性(N か P)
- ローサイドスイッチや同期整流には N チャネル、ゲート駆動が簡単なハイサイド駆動には P チャネル。
- VDS(ドレイン-ソース耐圧)
- スイッチが見る最大電圧を超えること。30 V、40 V、60 V、100 V、150 V、200 V、650 V、800 V が一般的。
- 使用 VGS での RDS(on)
- 導通抵抗。低いほど発熱は少ないがダイ / コストは増。VGS = 10 V(ロジック)または 4.5 V(低電圧ゲート)で規定。
- VGS(max) と VGS(th)
- VGS(max) は超えてはならない定格。VGS(th) は MOSFET が導通を始める電圧 — サブ 2 V 駆動アプリで重要。
- Qg(全ゲート電荷)
- ゲートをスイッチするのに必要なエネルギー。Qg が小さいほどスイッチが速くドライバ損失が少ない。高 fSW で重要。
- パッケージ
- 小信号は SOT-23 / SOT-323 / SOT-363 / DFN1006、パワーは DFN2x2 / DFN3x3 / SO-8 / TO-220 / TO-263 / TOLL。
Magnias の提供製品
Magnias の MOSFET ポートフォリオは当社の最強カテゴリの一つです — 小信号 NMOS の 2N7002CL(必ず 2N7002CL を使用、2N7002KL ではない)、降圧同期整流用の低電圧パワー NMOS、ロードスイッチ用 60-200 V のシングルおよびデュアル N チャネル、オフライン PFC / フライバック用の 600-800 V スーパージャンクション。AEC-Q101 車載品も広く提供。注意:PMH80N650PK は EOL — 最新の 650 V SJ 推奨品を当社までお問い合わせください。
よくある質問
なぜデータシートに複数の VGS での RDS(on) が載っている?
MOSFET の導通抵抗はゲート駆動を上げると飽和まで下がります。ゲートドライバ出力に合う VGS を選び、その RDS(on) を見てください — 4.5 V までしか駆動しないなら 10 V のヘッドライン値を信じてはいけません。
「ロジックレベル」MOSFET とは?
VGS(th) が十分低く(通常 <2 V)、3.3 V や 4.5 V のゲート駆動で完全エンハンスされる品種。マイコン直接駆動で重要。
2N7002 — どのバリアントを使うべき?
Magnias は 2N7002CL を推奨し、2N7002KL ではありません。CL バリアントが現行生産のドロップイン品です。
なぜスーパージャンクションは高電圧でより良いのですか?
電荷バランス柱構造でより薄い空乏幅で耐圧を保てるため、500 V 超で RDS(on) のスケーリングがプレーナ設計よりはるかに良好。SJ MOSFET はオフライン PFC や LLC アプリの標準です。
ハーフブリッジの貫通(shoot-through)を避けるには?
2 つの FET 切替間にデッドタイムを入れます。最小デッドタイム = max(td(off)) + Qg / 駆動電流。ほとんどのゲートドライバ IC で直接プログラム可。