Tham chiếu chéo
Rời rạc

MOSFET

Công tắc và bộ khuếch đại chủ lực của điện tử hiện đại.

Đây là gì?

MOSFET (Transistor hiệu ứng trường kim loại oxit bán dẫn) là công tắc điều khiển bằng điện áp. Áp điện áp lên gate cho phép dòng chảy giữa drain và source. Dùng làm phần tử chuyển mạch trong bộ chuyển đổi DC-DC, driver motor, gating phân phối nguồn và chuyển mạch tín hiệu. Có sẵn ở kênh N (phổ biến hơn, RDS(on) trên mỗi diện tích thấp hơn) và kênh P (driving high-side đơn giản hơn).

MOSFET kênh N làm công tắc phía thấpV+tảiDSG(cực cổng)Khi VGS > VGS(th):• kênh dẫn hình thành giữa D và S• dòng điện: V+ → tải → D → S → GND• VGS càng cao, RDS(on) càng thấpKhi VGS < VGS(th):• kênh dẫn tắt• công tắc hở, tải bị ngắt
Công tắc MOSFET kênh N phía thấp. Kéo gate lên trên điện áp ngưỡng VGS(th) cho phép dòng chảy từ drain sang source, cấp điện cho tải. Dưới VGS(th), kênh dẫn tắt và tải bị ngắt.

Khi nào bạn cần?

  • Phần tử chuyển mạch trong bất kỳ bộ chuyển đổi DC-DC nào (giảm áp, tăng áp, flyback, nửa cầu).
  • Driver motor (BLDC, bước, DC chải).
  • Công tắc tải và bảo vệ pin.
  • Bảo vệ phân cực ngược (mạch diode lý tưởng với PMOS).
  • Công tắc tương tự cấp tín hiệu (NMOS tín hiệu nhỏ như 2N7002 cho dịch mức, gating).

Cách chọn đúng linh kiện

Phân cực (N hoặc P)
Kênh N cho chuyển mạch low-side hoặc chỉnh lưu đồng bộ; kênh P cho driving high-side với gate driving đơn giản.
VDS (Đánh thủng Drain-Source)
Phải vượt điện áp tối đa thấy ngang công tắc. 30 V, 40 V, 60 V, 100 V, 150 V, 200 V, 650 V, 800 V phổ biến.
RDS(on) tại VGS của bạn
Điện trở dẫn. Thấp hơn = ít nóng hơn nhưng die lớn hơn / chi phí cao hơn. Thường được quy định ở VGS = 10 V (điều khiển cổng tiêu chuẩn) và 4.5 V (điều khiển mức logic).
VGS(max) và VGS(th)
VGS(max) là định mức bạn không được vượt. VGS(th) là nơi MOSFET bắt đầu dẫn, quan trọng cho ứng dụng driving dưới 2 V.
Qg (Tổng điện tích gate)
Năng lượng cần để chuyển mạch gate. Qg nhỏ hơn = chuyển mạch nhanh hơn, tổn hao driver thấp hơn. Quan trọng ở fSW cao.
Vỏ
SOT-23 / SOT-323 / SOT-363 / DFN1006 cho tín hiệu nhỏ; DFN2x2 / DFN3x3 / SO-8 / TO-220 / TO-263 / TOLL cho công suất.

Magnias cung cấp gì

MOSFET là một trong những danh mục mạnh nhất của Magnias: NMOS tín hiệu nhỏ như 2N7002CL và 2N7002KL, MOSFET công suất kênh N từ 20 V đến 1000 V, kênh P từ 12 V đến 100 V, linh kiện kép N+N và N+P, và linh kiện super-junction 650 V / 800 V cho PFC và flyback offline. Nhiều linh kiện có phiên bản AEC-Q101 (xem từng datasheet).

Câu hỏi thường gặp

Tại sao datasheet hiển thị RDS(on) ở nhiều giá trị VGS?
Điện trở on của MOSFET giảm với gate driving cao hơn cho đến khi bão hòa. Chọn VGS khớp với đầu ra gate driver của bạn và nhìn vào RDS(on) ĐÓ, đừng tin con số tiêu đề 10 V nếu bạn chỉ driving gate đến 4.5 V.
MOSFET "logic-level" nghĩa là gì?
VGS(th) đủ thấp (thường <2 V) để linh kiện được tăng cường đầy đủ bởi gate driving 3.3 V hoặc 4.5 V. Quan trọng cho driving trực tiếp từ vi điều khiển.
2N7002. Nên dùng biến thể nào?
Cả 2N7002CL và 2N7002KL đều là linh kiện SOT23 60 V, 0.3 A đang sản xuất, có bảo vệ ESD 2 kV ở cổng. 2N7002CL có điện trở dẫn thấp hơn. Hãy so sánh RDS(on) ở điện áp điều khiển cổng của bạn trong hai datasheet, hoặc liên hệ FAE.
Tại sao super-junction tốt hơn ở điện áp cao?
Các cột cân bằng điện tích cho phép linh kiện giữ điện áp với chiều rộng vùng nghèo nhỏ hơn, nên RDS(on) scale tốt hơn nhiều so với thiết kế phẳng ở 500 V+. MOSFET SJ là tiêu chuẩn cho ứng dụng PFC offline và LLC.
Làm sao tránh shoot-through trong nửa cầu?
Thời gian dead-time giữa tắt một FET và bật cái khác. Dead-time tối thiểu = max(td(off)) + Qg / dòng driving. Hầu hết IC gate driver cho phép bạn lập trình điều này trực tiếp.