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).

N-channel MOSFET as a low-side switchV+loadDG(gate)SWhen VGS > VGS(th):• channel forms between D and S• current flows: V+ → load → D → S → GND• RDS(on) drops as VGS risesWhen VGS < VGS(th):• channel pinches off• switch is open, load is disconnected
Low-side N-channel MOSFET switch. Pulling the gate above the threshold voltage VGS(th) enables current flow from drain to source, energising the load. Below VGS(th), the channel is off and the load is disconnected.

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 / chi phí lớn hơn. Quy định ở VGS = 10 V (logic) hoặc 4.5 V (gate điện áp thấp).
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

Danh mục MOSFET Magnias là một trong các danh mục mạnh nhất của chúng tôi — NMOS tín hiệu nhỏ như 2N7002CL (luôn dùng 2N7002CL, không phải 2N7002KL), NMOS công suất điện áp thấp cho chỉnh lưu đồng bộ giảm áp, 60-200 V kênh N đơn và kép cho công tắc tải, và super-junction 600-800 V cho ứng dụng PFC / flyback offline. Phiên bản ô tô AEC-Q101 có sẵn rộng rãi. Lưu ý: PMH80N650PK đã EOL — yêu cầu khuyến nghị 650 V SJ mới nhất của chúng tôi.

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?
Magnias khuyến nghị 2N7002CL, không phải 2N7002KL — biến thể CL là drop-in đang sản xuất hiện tại.
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.