Дастгоҳҳои нимноқили барқ дар саноат, истеъмолӣ, ҳарбӣ ва дигар соҳаҳо васеъ истифода мешаванд ва мавқеи баланди стратегӣ доранд. Биёед тасвири умумии дастгоҳҳои барқро аз расм дида бароем:
Асбобҳои нимноқили барқро аз рӯи дараҷаи идоракунии сигналҳои схемавӣ ба навъи пурра, нимназоратшаванда ва идоранашаванда ҷудо кардан мумкин аст. Ё аз рӯи хосиятҳои сигнали схемаи ронандагӣ, онро метавон ба навъи бо шиддат идорашаванда, навъи ҷараёндор ва ғайра тақсим кард.
| Тасниф | навъи | Дастгоҳҳои махсуси қувваи нимноқил |
| Идоракунии сигналҳои электрикӣ | Навъи нимназоратшаванда | SCR |
| Назорати пурра | GTO, GTR, MOSFET, IGBT | |
| идоранашаванда | Диоди барқ | |
| Хусусиятҳои сигнали ронандагӣ | Навъи интиқоли шиддат | IGBT, MOSFET, SITH |
| Навъи ҷорӣ | SCR, GTO, GTR | |
| Шакли мавҷи сигнали самаранок | Навъи триггери импулс | SCR, ГТО |
| Навъи назорати электронӣ | GTR, MOSFET, IGBT | |
| Ҳолатҳое, ки дар онҳо электронҳои ҷараёндор иштирок мекунанд | дастгоҳи биполярӣ | Диодҳои барқ, SCR, GTO, GTR, BSIT, BJT |
| Дастгоҳи якқутбӣ | MOSFET, Нишастан | |
| Дастгоҳи композитӣ | MCT, IGBT, SITH ва IGCT |
Дастгоҳҳои гуногуни нимноқилҳои барқӣ дорои хусусиятҳои гуногун ба монанди шиддат, иқтидори ҷорӣ, қобилияти импеданс ва андоза мебошанд. Ҳангоми истифодаи воқеӣ дастгоҳҳои мувофиқ бояд мувофиқи соҳаҳо ва ниёзҳои гуногун интихоб карда шаванд.
Саноати нимноқилҳо аз рӯзи таваллуди худ се насли дигаргуниҳои моддиро аз сар гузаронд. То ба имрӯз, аввалин маводи нимноқилӣ, ки бо Si муаррифӣ шудааст, ҳоло ҳам асосан дар соҳаи дастгоҳҳои нимноқилҳои барқӣ истифода мешавад.
| Маводи нимноқил | Бандгап (eV) | Нуқтаи обшавӣ (К) | аризаи асосӣ | |
| Маводи нимноқилҳои насли 1 | Ge | 1.1 | 1221 | Шиддати паст, басомади паст, транзисторҳои миёна, фотодетекторҳо |
| Маводи нимноқилҳои насли 2 | Si | 0,7 | 1687 | |
| Маводи нимноқилҳои насли 3 | GaAs | 1.4 | 1511 | печи микроволновка, асбобхои мавчи миллиметрй, асбобхои рушноидиханда |
| SiC | 3.05 | 2826 | 1. Дастгоҳҳои дорои ҳарорати баланд, басомади баланд, ба радиатсия тобовар 2. Диодхои рушноии кабуд, разряд, бунафш, лазерхои нимноилй | |
| ГаН | 3.4 | 1973 | ||
| АИН | 6.2 | 2470 | ||
| C | 5.5 | > 3800 | ||
| ZnO | 3.37 | 2248 | ||
Хусусиятҳои дастгоҳҳои барқии нимназоратшаванда ва пурра идорашавандаро ҷамъбаст кунед:
| Навъи дастгоҳ | SCR | GTR | MOSFET | IGBT |
| Навъи назорат | Триггери пулс | Назорати ҷорӣ | назорати шиддат | маркази кино |
| хати худкор | Хомӯшии коммутатсионӣ | дастгоҳи худкор | дастгоҳи худкор | дастгоҳи худкор |
| басомади кор | ＜1кц | ＜30кц | 20кц-МГц | ＜40кц |
| Қувваи ронандагӣ | хурд | калон | хурд | хурд |
| талафоти гузариш | калон | калон | калон | калон |
| талафоти интиқол | хурд | хурд | калон | хурд |
| Шиддат ва сатҳи ҷорӣ | 最大 | калон | ҳадди ақал | Бештар |
| Барномаҳои маъмулӣ | Гармидиҳии индуксионии басомади миёна | Табдилдиҳандаи басомади UPS | интиқоли қувваи барқ | Табдилдиҳандаи басомади UPS |
| нарх | пасттарин | пасттар | дар байн | Энг қиммат |
| таъсири модуляцияи гузаронанда | доранд | доранд | ҳеҷ | доранд |
Бо MOSFET шинос шавед
MOSFET дорои импеданси баланди вуруд, садои паст ва устувории хуби гармӣ мебошад; он процесси оддии истеҳсолӣ ва радиатсияи қавӣ дорад, бинобар ин онро одатан дар схемаҳои пурқувваткунанда ё схемаҳои коммутатсионӣ истифода мебаранд;
(1) Параметрҳои асосии интихоб: шиддати сарчашмаи дренажӣ VDS (шиддати тобовар), ҷараёни ихроҷи доимии ID, муқовимати RDS (фаъол), иқтидори вуруди Ciss (иқтидори пайвастшавӣ), омили сифат FOM = Ron * Qg ва ғайра.
(2) Мувофиқи равандҳои гуногун, он ба TrenchMOS тақсим карда мешавад: хандаки MOSFET, асосан дар майдони шиддати паст дар доираи 100V; SGT (Split Gate) MOSFET: MOSFET дарвозаи тақсимшуда, асосан дар майдони шиддати миёна ва паст дар доираи 200V; SJ MOSFET: супервайзер MOSFET, асосан дар майдони баландшиддати 600-800V;
Дар таъминоти барқи коммутатсионӣ, ба монанди схемаи дренажии кушода, дренаж ба сарбории солим пайваст карда мешавад, ки онро дренажи кушод меноманд. Дар схемаи дренажии кушода, новобаста аз он ки шиддати сарборӣ чӣ қадар баланд аст, ҷараёни сарбориро фурӯзон ва хомӯш кардан мумкин аст. Ин як дастгоҳи беҳтарини коммутатсионӣ аналогӣ аст. Ин принсипи MOSFET ҳамчун дастгоҳи коммутатсионӣ мебошад.
Дар робита ба ҳиссаи бозор, MOSFETs қариб ҳама дар дасти истеҳсолкунандагони бузурги байналмилалӣ мутамарказ шудаанд. Дар байни онҳо, Infineon дар соли 2015 IR (American International Rectifier Company) -ро ба даст оварда, пешвои соҳа гардид. ON Semiconductor низ хариди Fairchild Semiconductor дар моҳи сентябри соли 2016 анҷом ёфт. , ҳиссаи бозор ба ҷои дуюм ҷаҳиши, ва сипас рейтинги фурӯш Renesas, Toshiba, IWC, ST, Vishay, Anshi, Magna ва ғайра буданд;
Брендҳои асосии MOSFET ба якчанд силсила тақсим мешаванд: Амрико, Ҷопон ва Корея.
Силсилаи амрикоӣ: Infineon, IR, Fairchild, ON Semiconductor, ST, TI, PI, AOS ва ғайра;
Ҷопон: Toshiba, Renesas, ROHM ва ғайра;
Силсилаи Корея: Magna, KEC, AUK, Morina Hiroshi, Shinan, KIA
Категорияҳои бастаи MOSFET
Мувофиқи тарзи насб кардани он дар тахтаи PCB, ду намуди асосии бастаҳои MOSFET мавҷуданд: плагин (Through Hole) ва васлкунии рӯизаминӣ (Surface Mount). ки
Навъи плагин маънои онро дорад, ки пинҳои MOSFET аз сӯрохиҳои васлкунии тахтаи PCB мегузаранд ва ба тахтаи PCB кафшер карда мешаванд. Бастаҳои маъмули плагинҳо иборатанд аз: бастаи дугонаи дарунсохт (DIP), бастаи контури транзисторӣ (TO) ва бастаи pin grid array (PGA).
Бастабандии плагин
Монтажи рӯизаминӣ дар он ҷое аст, ки пинҳои MOSFET ва фланеци паҳнкунандаи гармӣ ба чӯбчаҳои рӯи тахтаи PCB кафшер карда мешаванд. Бастаҳои маъмулии рӯизаминӣ иборатанд аз: контури транзистор (D-PAK), транзистори хурди контур (SOT), бастаи контури хурд (SOP), бастаи чоргонаи ҳамвор (QFP), интиқолдиҳандаи чипи пластикӣ (PLCC) ва ғайра.
бастаи рӯизаминӣ
Бо рушди технология, тахтаҳои PCB ба монанди motherboards ва кортҳои графикӣ дар айни замон бастабандии мустақими плагинро камтар ва камтар истифода мебаранд ва бастабандии болоии болоӣ бештар истифода мешаванд.
1. Бастаи дугонаи дарунсохт (DIP)
Бастаи DIP ду қатори пинҳо дорад ва бояд ба васлаки чипи дорои сохтори DIP ворид карда шавад. Усули пайдоиши он SDIP (Shrink DIP) мебошад, ки бастаи дукарата дар сатр аст. Зичии пинҳо нисбат ба DIP 6 маротиба зиёдтар аст.
Шаклҳои сохтори бастабандии DIP иборатанд аз: DIP бисёрқабатаи сафолии дугона дар хат, DIP якқабати сафолии дугона дар хат, чаҳорчӯбаи сурб DIP (аз ҷумла навъи мӯҳрбандии шиша-сафолӣ, намуди сохтори пластикии пластикӣ, инкапсулсияи шишагии пасти сафолӣ навъи) ва ғайра. Хусусияти бастабандии DIP дар он аст, ки он метавонад ба осонӣ кафшери сӯрохии тахтаҳои PCB-ро амалӣ созад ва мутобиқати хуб бо motherboard дорад.
Бо вуҷуди ин, азбаски майдони бастабандӣ ва ғафсии он нисбатан калон аст ва пинҳо ҳангоми пайвастшавӣ ва ҷудокунӣ ба осонӣ осеб мебинанд, эътимоднокӣ паст аст. Дар баробари ин, бинобар таъсири раванд, шумораи пинҳо умуман аз 100 зиёд нест. Аз ин рӯ, дар раванди ҳамгироии баланди саноати электронӣ, бастабандии DIP тадриҷан аз саҳнаи таърих хориҷ шуд.
2. Бастаи контури транзистор (TO)
Мушаххасоти бастабандии барвақт, аз қабили TO-3P, TO-247, TO-92, TO-92L, TO-220, TO-220F, TO-251 ва ғайра ҳама тарҳҳои бастабандии васлшаванда мебошанд.
TO-3P/247: Ин як шакли бастабандии маъмулан истифодашаванда барои MOSFET-ҳои шиддати миёна ва ҷараёни баланд аст. Маҳсулот дорои хусусиятҳои шиддати баланд ва муқовимат ба шикастан. .
TO-220/220F: TO-220F як бастаи комилан пластикӣ аст ва ҳангоми насб кардани он ба радиатор лозим нест, ки замимаи изолятсия илова карда шавад; ТО-220 дорои варақи металлии ба пинаки миёна пайвастшуда ва ҳангоми насб кардани радиатор як қабати изолятсия лозим аст. MOSFET-ҳои ин ду услуби бастаҳо намуди якхела доранд ва метавонанд ба ҷои ҳамдигар истифода шаванд. .
TO-251: Ин маҳсулоти бастабандӣ асосан барои кам кардани хароҷот ва кам кардани андозаи маҳсулот истифода мешавад. Он асосан дар муҳитҳое истифода мешавад, ки шиддати миёна ва ҷараёни баланд аз 60А ва шиддати баланд аз 7N поёнтар аст. .
TO-92: Ин маҷмӯа танҳо барои MOSFET-и пастшиддат (ҷорӣ дар зери 10А, шиддати тобовар аз 60 В) ва 1N60/65-и баландшиддат бо мақсади кам кардани хароҷот истифода мешавад.
Дар солҳои охир, аз сабаби арзиши баланди кафшери раванди бастабандии плагин ва нишондиҳандаи пасти паҳншавии гармӣ ба маҳсулоти навъи патч, талабот дар бозори васлкунии рӯизаминӣ афзоиш ёфт, ки ин инчунин ба рушди бастабандии TO оварда расонд. ба бастабандии рӯизаминӣ ҷойгир кунед.
TO-252 (инчунин D-PAK номида мешавад) ва TO-263 (D2PAK) ҳарду бастаҳои васлшаванда мебошанд.
ТО намуди маҳсулотро бастабандӣ кунед
TO252/D-PAK як бастаи чипи пластикӣ мебошад, ки одатан барои бастабандии транзисторҳои барқ ва микросхемаҳои устуворкунандаи шиддат истифода мешавад. Ин яке аз бастаҳои асосии ҷорӣ аст. MOSFET бо истифода аз ин усули бастабандӣ дорои се электрод, дарвоза (G), дренаж (D) ва манбаъ (S) мебошад. Пули дренаж (D) бурида шудааст ва истифода намешавад. Ба ҷои ин, гармкунаки қафо ҳамчун дренаж (D) истифода мешавад, ки мустақиман ба PCB кафшер карда мешавад. Аз як тараф, он барои баровардани ҷараёнҳои калон истифода мешавад ва аз тарафи дигар, гармиро тавассути PCB пароканда мекунад. Аз ин рӯ, дар PCB се лавҳаи D-PAK мавҷуд аст ва ҷойгоҳи дренажӣ (D) калонтар аст. Мушаххасоти бастабандии он чунинанд:
TO-252 / D-PAK мушаххасоти андозаи бастаи
TO-263 як варианти TO-220 аст. Он асосан барои баланд бардоштани самаранокии истеҳсолот ва паҳншавии гармӣ пешбинӣ шудааст. Он ҷараён ва шиддати хеле баландро дастгирӣ мекунад. Он бештар дар MOSFET-ҳои баландшиддати миёнашиддати зери 150А ва болотар аз 30В маъмул аст. Илова ба D2PAK (TO-263AB), он инчунин TO263-2, TO263-3, TO263-5, TO263-7 ва сабкҳои дигарро дар бар мегирад, ки ба TO-263 тобеъанд, асосан аз сабаби шумораи гуногун ва масофаи пинҳо. .
Мушаххасоти андозаи бастаи TO-263 / D2PAKs
3. Бастаи массиви шабакаи пиндор (PGA)
Дар дохили ва берун аз чипи PGA (Pin Grid Array Package) якчанд пинҳои массиви мураббаъ мавҷуданд. Ҳар як пин массиви мураббаъ дар масофаи муайян дар атрофи чип ҷойгир карда шудааст. Вобаста аз шумораи пинҳо, он метавонад ба 2 то 5 доира ташкил карда шавад. Ҳангоми насб, танҳо чипро ба васлаки махсуси PGA гузоред. Он дорои бартариҳои осон васл кардан ва ҷудо кардан ва эътимоднокии баланд аст ва метавонад ба басомадҳои баландтар мутобиқ шавад.
Услуби бастаи PGA
Аксари субстратҳои чипи он аз маводи сафолӣ сохта шудаанд ва баъзеҳо ҳамчун субстрат қатрони махсуси пластикиро истифода мебаранд. Дар робита ба технология, масофаи маркази пин одатан 2,54 мм аст ва шумораи пинҳо аз 64 то 447 аст. Хусусияти ин навъи бастабандӣ дар он аст, ки майдони бастабандӣ (ҳаҷм) хурдтар бошад, истеъмоли қувваи барқ (иҷрои кор) камтар аст. ) тоб оварда метавонад ва баръакс. Ин услуби бастабандии микросхемаҳои дар рӯзҳои аввал маъмул буд ва бештар барои бастабандии маҳсулоти серқувват ба монанди CPU истифода мешуд. Масалан, Intel 80486 ва Pentium ҳама ин услуби бастабандиро истифода мебаранд; он аз ҷониби истеҳсолкунандагони MOSFET ба таври васеъ қабул карда нашудааст.
4. Бастаи транзистори хурд (SOT)
SOT (Small Out-Line Transistor) як бастаи транзистори хурди барқи навъи ямоқи аст, асосан аз он ҷумла SOT23, SOT89, SOT143, SOT25 (яъне SOT23-5) ва ғайра. SOT323, SOT363/SOT26 (яъне SOT23-6) ва намудҳои дигар ба даст оварда шудаанд, ки андозаашон нисбат ба бастаҳои TO хурдтар аст.
Навъи бастаи SOT
SOT23 як бастаи транзистори маъмулан истифодашаванда бо се пинҳои болдор, яъне коллектор, эмитент ва пойгоҳ мебошад, ки дар ҳарду тарафи тарафи дарози ҷузъ номбар шудаанд. Дар байни онҳо, эмитент ва пойгоҳ дар як тараф мебошанд. Онҳо дар транзисторҳои камқувват, транзисторҳои эффекти саҳроӣ ва транзисторҳои таркибӣ бо шабакаҳои резисторӣ маъмуланд. Онҳо қобилияти хуб доранд, аммо қобилияти суст доранд. Намуди зоҳирӣ дар расми (а) дар зер нишон дода шудааст.
SOT89 дорои се пинҳои кӯтоҳ дар як тарафи транзистор ҷойгир шудааст. Тарафи дигар як гармкунаки металлӣ мебошад, ки ба пойгоҳ пайваст карда шудааст, то қобилияти паҳншавии гармиро афзоиш диҳад. Он дар транзисторҳои болои қувваи кремний маъмул аст ва барои барномаҳои пурқуввати баланд мувофиқ аст. Намуди зоҳирӣ дар расми (б) дар зер нишон дода шудааст. .
SOT143 дорои чор пинҳои кӯтоҳи болдор мебошад, ки аз ҳарду ҷониб бароварда мешаванд. Қисми васеътари пин коллектор аст. Ин намуди бастаҳо дар транзисторҳои басомади баланд маъмуланд ва намуди он дар расми (в) дар зер нишон дода шудааст. .
SOT252 транзистори пуриқтидорест, ки се пин аз як тараф мебарояд ва пини миёна кӯтоҳтар аст ва коллектор аст. Ба пинаки калонтар дар канори дигар пайваст шавед, ки он варақи мисӣ барои паҳн кардани гармӣ мебошад ва намуди зоҳирии он дар расми (г) дар зер нишон дода шудааст.
Муқоисаи намуди умумии бастаи SOT
Чор терминали SOT-89 MOSFET одатан дар motherboards истифода мешавад. Хусусиятҳо ва андозаҳои он чунинанд:
Мушаххасоти андозаи SOT-89 MOSFET (воҳид: мм)
5. Бастаи контури хурд (SOP)
SOP (Small Out-Line Package) яке аз бастаҳои васлшаванда мебошад, ки онро SOL ё DFP низ меноманд. Пинҳо аз ҳар ду тарафи баста дар шакли боли моҳӣ (шакли L) кашида мешаванд. Маводҳо пластикӣ ва сафолӣ мебошанд. Стандартҳои бастабандии SOP SOP-8, SOP-16, SOP-20, SOP-28 ва ғайраҳоро дар бар мегиранд. Рақам пас аз SOP шумораи пинҳоро нишон медиҳад. Аксари бастаҳои MOSFET SOP мушаххасоти SOP-8-ро қабул мекунанд. Саноат аксар вақт "P" -ро тарк мекунад ва онро ҳамчун SO (Small Out-Line) ихтисор мекунад.
Андозаи бастаи SOP-8
SO-8 бори аввал аз ҷониби ширкати PHILIP таҳия шудааст. Он дар пластикӣ бастабандӣ карда шудааст, табақчаи поёнии гармӣ надорад ва паҳншавии гармии паст дорад. Он одатан барои MOSFET-ҳои камқувват истифода мешавад. Баъдтар, мушаххасоти стандартӣ ба монанди TSOP (Thin Small Outline Package), VSOP (Very Small Outline Package), SSOP (Shrink SOP), TSSOP (Thin Shrink SOP) ва ғайра тадриҷан ба даст оварда шуданд; дар байни онҳо, TSOP ва TSSOP одатан дар бастаи MOSFET истифода мешаванд.
Мушаххасоти SOP гирифташуда, ки одатан барои MOSFETҳо истифода мешаванд
6. Бастаи чоргонаи ҳамвор (QFP)
Масофаи байни чипҳои чип дар бастаи QFP (Plastic Quad Flat Package) хеле хурд аст ва пинҳо хеле лоғар мебошанд. Он одатан дар микросхемаҳои интегралӣ-миқёси калон ё ултра-калон истифода мешавад, ва шумораи таїіизот ба таври умум зиёда аз 100 аст. Микросхемаҳои дар ин шакл бастабандишуда бояд технологияи васлкунии рӯизаминии SMT-ро барои solder чипи ба motherboard истифода баранд. Ин усули бастабандӣ дорои чаҳор хусусияти асосӣ аст: ① Он барои технологияи васлкунии рӯизаминии SMD барои насби ноқилҳо дар тахтаҳои микросхемаҳои PCB мувофиқ аст; ② Он барои истифодаи басомади баланд мувофиқ аст; ③ Кор кардан осон аст ва эътимоднокии баланд дорад; ④ Таносуби байни майдони чип ва минтақаи бастабандӣ хурд аст. Мисли усули бастабандии PGA, ин усули бастабандӣ чипро дар як бастаи пластикӣ мепечонад ва гармии ҳангоми сари вақт кор кардани чип тавлидшударо пароканда карда наметавонад. Он такмилдиҳии кори MOSFET-ро маҳдуд мекунад; ва худи борпечи пластмасса хачми дастгохро зиёд мекунад, ки он ба талаботи аз чихати сабук, борик, кутох ва хурд буданаш барои коркарди нимноќилњо љавобгў нест. Илова бар ин, ин навъи усули бастабандӣ ба як чипи ягона асос ёфтааст, ки мушкилоти пасти самаранокии истеҳсолот ва арзиши баланди бастабандӣ дорад. Аз ин рӯ, QFP барои истифода дар схемаҳои рақамии мантиқии LSI ба монанди микропросессорҳо/массивҳои дарвоза мувофиқтар аст ва инчунин барои бастабандии маҳсулоти схемаи аналогии LSI ба монанди коркарди сигнали VTR ва коркарди сигнали аудио мувофиқ аст.
7, Бастаи чоргонаи ҳамвор бидуни роҳ (QFN)
Маҷмӯаи QFN (Quad Flat Non-Leaded Pack) бо контактҳои электрод аз чор тараф муҷаҳҳаз шудааст. Азбаски роҳҳо вуҷуд надоранд, майдони васлкунӣ аз QFP хурдтар ва баландӣ аз QFP камтар аст. Дар байни онҳо, QFN сафолӣ инчунин LCC (Интиқолдиҳандаҳои чипҳои пешқадам) номида мешавад ва QFN-и арзони пластикӣ бо истифода аз маводи пойгоҳи қабати шишагини эпоксидӣ LCC пластикӣ, PCLC, P-LCC ва ғайра номида мешавад. Он як бастаи чипи болоравии рӯизаминист технология бо андозаи хурд, ҳаҷми хурд ва пластикӣ ҳамчун маводи мӯҳр. QFN асосан барои бастабандии микросхемаҳои интегралӣ истифода мешавад ва MOSFET истифода намешавад. Аммо, азбаски Intel як драйвери ҳамгирошуда ва ҳалли MOSFET-ро пешниҳод кард, он DrMOS-ро дар бастаи QFN-56 оғоз кард ("56" ба 56 пинҳои пайвастшавӣ дар қафои чип ишора мекунад).
Бояд қайд кард, ки бастаи QFN ҳамон конфигуратсияи пешбари берунии бастаи контури хурди ултра лоғар (TSSOP) дорад, аммо андозаи он аз TSSOP 62% хурдтар аст. Тибқи маълумоти моделсозии QFN, иҷрои гармии он нисбат ба бастаи TSSOP 55% ва иҷрои барқи он (индуктивӣ ва зарфият) мутаносибан 60% ва 30% аз бастаи TSSOP баландтар аст. Камбудии калонтарин он аст, ки таъмири он душвор аст.
DrMOS дар бастаи QFN-56
Манбаъҳои анъанавии дискретии коммутатсионӣ DC/DC наметавонанд ба талаботи зичии баландтари нерӯи барқ қонеъ карда шаванд ва инчунин мушкилоти таъсири параметрҳои паразитиро дар басомадҳои баланди коммутатсионӣ ҳал карда наметавонанд. Бо навоварӣ ва пешрафти технология, муттаҳид кардани драйверҳо ва MOSFETҳо барои сохтани модулҳои бисёр чипӣ ба воқеият табдил ёфт. Ин усули ҳамгироӣ метавонад фазои назаррасро сарфа кунад ва зичии масрафи барқро афзоиш диҳад. Тавассути оптимизатсияи ронандагон ва MOSFETs, он ба воқеият табдил ёфт. Самаранокии нерӯ ва ҷараёни баландсифати DC, ин DrMOS ронандаи IC мебошад.
Renesas насли 2 DrMOS
Маҷмӯаи бесими QFN-56 импеданси гармии DrMOS-ро хеле паст мекунад; бо пайвасти сими дохилӣ ва тарҳи клипи мисӣ, ноқилҳои берунии PCB-ро ба ҳадди ақал расондан мумкин аст ва ба ин васила индуктивӣ ва муқовиматро коҳиш медиҳад. Илова бар ин, раванди амиқи канали кремнийи MOSFET истифода мешавад, инчунин метавонад талафоти интиқол, гузариш ва барқро ба таври назаррас коҳиш диҳад; он бо контроллерҳои гуногун мувофиқ аст, метавонад ба шеваҳои гуногуни корӣ ноил шавад ва режими табдилдиҳии фазаҳои фаъоли APS (Гузариши марҳилаи худкор) -ро дастгирӣ мекунад. Илова ба бастаи QFN, бастабандии дуҷонибаи ҳамвор бидуни сурб (DFN) инчунин як раванди нави бастабандии электронӣ мебошад, ки дар ҷузъҳои гуногуни ON Semiconductor ба таври васеъ истифода шудааст. Дар муқоиса бо QFN, DFN дар ҳарду ҷониб камтар электродҳои баромадкунанда дорад.
8、Интиқолдиҳандаи чипҳои пластикӣ (PLCC)
PLCC (Plastic Quad Flat Package) шакли мураббаъ дорад ва аз бастаи DIP хеле хурдтар аст. Он дорои 32 пин бо пинҳо дар ҳама ҷо. Пинҳо аз чор тарафи баста дар шакли T бароварда мешаванд. Ин як маҳсулоти пластикӣ аст. Масофаи маркази пинҳо 1,27 мм аст ва шумораи пинҳо аз 18 то 84 адад аст. Пинҳҳои J-шакл ба осонӣ деформатсия намешаванд ва корашон нисбат ба QFP осонтар аст, аммо санҷиши намуди зоҳирӣ пас аз кафшер мушкилтар аст. Бастаи PLCC барои насби ноқилҳо дар PCB бо истифода аз технологияи васлкунии рӯи SMT мувофиқ аст. Он бартариҳои андозаи хурд ва эътимоднокии баланд дорад. Бастабандии PLCC нисбатан маъмул аст ва дар LSI мантиқӣ, DLD (ё дастгоҳи мантиқии барнома) ва дигар схемаҳо истифода мешавад. Ин шакли бастабандӣ аксар вақт дар BIOS-и motherboard истифода мешавад, аммо дар айни замон он дар MOSFETҳо камтар маъмул аст.
Инкапсуляция ва такмил додани корхонаҳои асосӣ
Аз сабаби тамоюли рушди шиддати паст ва ҷараёни баланд дар CPU-ҳо, MOSFETҳо бояд ҷараёни бузурги баромад, муқовимати паст, тавлиди гармии кам, паҳншавии зуди гармӣ ва андозаи хурд дошта бошанд. Илова ба такмил додани технология ва равандҳои истеҳсоли чипҳо, истеҳсолкунандагони MOSFET инчунин технологияи бастабандиро такмил медиҳанд. Дар асоси мутобиқат бо мушаххасоти намуди зоҳирӣ, онҳо шаклҳои нави бастабандиро пешниҳод мекунанд ва номҳои тамғаи молиро барои бастаҳои наве, ки таҳия мекунанд, сабт мекунанд.
1、Бастаҳои RENESAS WPAK, LFPAK ва LFPAK-I
WPAK як бастаи радиатсияи гармии баланд аст, ки аз ҷониби Renesas таҳия шудааст. Бо тақлид ба бастаи D-PAK, гармкунаки чип ба motherboard кафшер карда мешавад ва гармӣ тавассути motherboard паҳн мешавад, то бастаи хурди WPAK низ метавонад ба ҷараёни баромади D-PAK бирасад. WPAK-D2 ду MOSFET-и баланд/пастро барои кам кардани индуктивии ноқилҳо бастабандӣ мекунад.
Андозаи бастаи Renesas WPAK
LFPAK ва LFPAK-I ду бастаи дигари хурди форм-фактор мебошанд, ки аз ҷониби Renesas таҳия шудаанд, ки бо SO-8 мувофиқанд. LFPAK ба D-PAK шабоҳат дорад, аммо аз D-PAK хурдтар аст. LFPAK-i гармкунаки гармиро ба боло ҷойгир мекунад, то гармиро тавассути гармкунак пароканда кунад.
Бастаҳои Renesas LFPAK ва LFPAK-I
2. Бастабандии Vishay Power-PAK ва Polar-PAK
Power-PAK номи бастаи MOSFET мебошад, ки аз ҷониби Vishay Corporation сабт шудааст. Power-PAK ду мушаххасотро дар бар мегирад: Power-PAK1212-8 ва Power-PAK SO-8.
Маҷмӯаи Vishay Power-PAK1212-8
Бастаи Vishay Power-PAK SO-8
Polar PAK як бастаи хурд бо паҳншавии гармии дутарафа мебошад ва яке аз технологияҳои асосии бастабандии Vishay мебошад. Polar PAK ҳамон бастаи оддии со-8 аст. Он дар паҳлӯҳои болоӣ ва поёнии баста нуқтаҳои пароканда дорад. Ҷамъ кардани гармӣ дар дохили баста осон нест ва метавонад зичии ҷории ҷараёни амалиётиро то ду маротиба аз SO-8 зиёд кунад. Дар айни замон, Vishay технологияи Polar PAK-ро ба STMicroelectronics иҷозатнома додааст.
Бастаи Vishay Polar PAK
3. Onsemi SO-8 ва WDFN8 бастаҳои ӯҳда ҳамвор
ON Semiconductor ду намуди MOSFET-ҳои ҳамворро таҳия кардааст, ки дар байни онҳо SO-8-и ҳамвор-сурбдори мувофиқро бисёр тахтаҳо истифода мебаранд. MOSFETs NVMx ва NVTx қувваи нав ба кор андохташудаи ON Semiconductor барои кам кардани талафоти интиқол бастаҳои паймоне DFN5 (SO-8FL) ва WDFN8-ро истифода мебаранд. Он инчунин дорои QG ва иқтидори паст барои кам кардани талафоти ронанда мебошад.
ДАР БОРАИ нимноқил SO-8 бастаи ӯҳда ҳамвор
ДАР БОРАИ бастаи нимноқилҳои WDFN8
4. Бастабандии NXP LFPAK ва QLPAK
NXP (собиқ Филпс) технологияи бастабандии SO-8-ро ба LFPAK ва QLPAK такмил дод. Дар байни онҳо, LFPAK боэътимодтарин бастаи нерӯи SO-8 дар ҷаҳон ҳисобида мешавад; дар ҳоле ки QLPAK дорои хусусиятҳои андозаи хурд ва самаранокии гармии баландтар аст. Дар муқоиса бо SO-8 оддӣ, QLPAK майдони тахтаи PCB-и 6 * 5 мм-ро ишғол мекунад ва муқовимати гармии 1,5 к/Вт дорад.
Бастаи NXP LFPAK
Бастабандии NXP QLPAK
4. Бастаи нимноқилҳои ST PowerSO-8
Технологияҳои бастабандии чипи Power MOSFET-и STMicroelectronics SO-8, PowerSO-8, PowerFLAT, DirectFET, PolarPAK ва ғайраҳоро дар бар мегиранд. Дар байни онҳо Power SO-8 версияи такмилёфтаи SO-8 мебошад. Илова бар ин, PowerSO-10, PowerSO-20, TO-220FP, H2PAK-2 ва бастаҳои дигар мавҷуданд.
Бастаи STMicroelectronics Power SO-8
5. Бастаи Fairchild Seminoductor Power 56
Power 56 номи истисноии Фаричилд аст ва номи расмии он DFN5×6 аст. Майдони бастабандии онро бо майдони TSOP-8 маъмулан муқоиса кардан мумкин аст ва бастаи борик баландии тозакунии ҷузъҳоро сарфа мекунад ва тарҳи Thermal-Pad дар поён муқовимати гармиро коҳиш медиҳад. Аз ин рӯ, бисёре аз истеҳсолкунандагони дастгоҳҳои барқӣ DFN5 × 6-ро ҷойгир кардаанд.
Бастаи Fairchild Power 56
6. Бастаи мустақими FET International Rectifier (IR).
FET мустақими сардшавии самараноки болоиро дар SO-8 ё хурдтар таъмин мекунад ва барои барномаҳои табдилдиҳии қувваи AC-DC ва DC-DC дар компютерҳо, ноутбукҳо, телекоммуникатсия ва таҷҳизоти электронии маишӣ мувофиқ аст. Сохтмони қуттии металлии DirectFET паҳншавии гармии дуҷонибаро таъмин мекунад ва қобилияти коркарди конвертерҳои баландбасомади DC-DC-ро дар муқоиса бо бастаҳои дискретии пластикии стандартӣ дучанд мекунад. Бастаи Direct FET як намуди баръакс васлшаванда буда, гармкунаки дренажӣ (D) ба боло нигаронида шудааст ва бо қабати металлӣ пӯшида шудааст, ки тавассути он гармӣ паҳн мешавад. Бастабандии мустақими FET паҳншавии гармиро хеле беҳтар мекунад ва бо паҳншавии гармии хуб фазои камтарро ишғол мекунад.
Ҷамъбаст кунед
Дар оянда, вақте ки саноати истеҳсоли электронӣ дар самти ултра лоғар, миниатюризатсия, шиддати паст ва ҷараёни баланд рушд мекунад, намуди зоҳирӣ ва сохтори бастабандии дохилии MOSFET низ барои беҳтар мутобиқ шудан ба ниёзҳои рушди истеҳсолот тағир хоҳад ёфт. саноат. Илова бар ин, бо мақсади паст кардани ҳадди интихоби истеҳсолкунандагони электронӣ, тамоюли рушди MOSFET дар самти модулизатсия ва бастабандии сатҳи система торафт равшантар мегардад ва маҳсулот ба таври ҳамоҳангшуда аз ченакҳои гуногун, аз қабили самаранокӣ ва арзиш инкишоф меёбанд. . Баста яке аз омилҳои муҳими истинод барои интихоби MOSFET мебошад. Маҳсулотҳои гуногуни электронӣ талаботҳои гуногуни электрикӣ доранд ва муҳитҳои гуногуни насб низ барои қонеъ кардани мушаххасоти андозаи мувофиқ талаб мекунанд. Ҳангоми интихоби воқеӣ, қарор бояд аз рӯи ниёзҳои воқеӣ дар асоси принсипи умумӣ қабул карда шавад. Баъзе системаҳои электронӣ бо андозаи PCB ва баландии дохилӣ маҳдуданд. Масалан, таъминоти барқи модули системаҳои алоқа одатан бастаҳои DFN5*6 ва DFN3*3-ро бо сабаби маҳдудияти баландӣ истифода мебаранд; дар баъзе таъминоти барқи ACDC, тарҳҳои ултра лоғар ё аз сабаби маҳдудиятҳои ниҳонӣ барои васл кардани MOSFET-ҳои бастабандии TO220 мувофиқанд. Дар айни замон, пинҳоро мустақиман ба реша ворид кардан мумкин аст, ки барои маҳсулоти бастабандии TO247 мувофиқ нест; баъзе тарҳҳои ултра борик талаб мекунанд, ки пинҳои дастгоҳ хам ва ҳамвор гузошта шаванд, ки ин мураккабии интихоби MOSFET-ро зиёд мекунад.
Чӣ тавр интихоб кардани MOSFET
Як муҳандис боре ба ман гуфт, ки ӯ ҳеҷ гоҳ ба саҳифаи аввали варақаи маълумоти MOSFET нигоҳ накардааст, зеро маълумоти "амалӣ" танҳо дар саҳифаи дуюм ва берун аз он пайдо мешавад. Амалан ҳар як саҳифаи варақаи маълумоти MOSFET дорои маълумоти арзишманд барои тарроҳон мебошад. Аммо на ҳама вақт маълум аст, ки маълумотҳои аз ҷониби истеҳсолкунандагон пешниҳодшударо чӣ гуна шарҳ додан мумкин аст.
Дар ин мақола баъзе хусусиятҳои асосии MOSFETs, чӣ гуна онҳо дар варақаи додаҳо нишон дода шудаанд ва тасвири равшане, ки шумо бояд онҳоро дарк кунед. Мисли аксари дастгоҳҳои электронӣ, MOSFETҳо аз ҳарорати корӣ таъсир мерасонанд. Аз ин рӯ, фаҳмидани шароити санҷиш муҳим аст, ки дар он нишондиҳандаҳои зикршуда татбиқ карда мешаванд. Инчунин фаҳмидан муҳим аст, ки нишондодҳое, ки шумо дар "Муқаддимаи маҳсулот" мебинед, арзишҳои "максимум" ё "муқаррарӣ" мебошанд, зеро баъзе варақаҳои маълумот онро равшан намекунанд.
Синфи шиддат
Хусусияти аввалиндараҷае, ки MOSFET-ро муайян мекунад, ин VDS-и шиддати дренажии он ё "шиддати вайроншавии дренаж-манбаъ" мебошад, ки шиддати баландтаринест, ки MOSFET метавонад бидуни осеб тоб оварад, вақте ки дарвоза ба манбаъ ва ҷараёни дренаж кӯтоҳ аст. 250 мкА аст. . VDS инчунин "шиддати максималии мутлақ дар 25 ° C" номида мешавад, аммо бояд дар хотир дошт, ки ин шиддати мутлақ аз ҳарорат вобаста аст ва дар варақаи маълумот одатан "коэффисиенти ҳарорати VDS" мавҷуд аст. Шумо инчунин бояд фаҳмед, ки VDS ҳадди аксар шиддати доимии доимӣ ва инчунин ҳама гуна шиддатҳо ва мавҷҳои шиддат, ки метавонанд дар схема мавҷуд бошанд. Масалан, агар шумо дастгоҳи 30В-ро дар манбаи барқи 30В бо шиддати 100мВ, 5нс истифода баред, шиддат аз ҳадди ниҳоии мутлақи дастгоҳ зиёд мешавад ва дастгоҳ метавонад ба ҳолати тармафароӣ ворид шавад. Дар ин ҳолат, эътимоднокии MOSFET кафолат дода намешавад. Дар ҳарорати баланд коэффисиенти ҳарорат метавонад шиддати вайроншавиро ба таври назаррас тағйир диҳад. Масалан, баъзе MOSFET-ҳои канали N бо дараҷаи шиддати 600В коэффисиенти мусбати ҳарорат доранд. Вақте ки онҳо ба ҳарорати максималии пайвастшавӣ наздик мешаванд, коэффисиенти ҳарорат боиси он мегардад, ки ин MOSFETҳо мисли MOSFETs 650В рафтор кунанд. Бисёре аз қоидаҳои тарроҳии корбарони MOSFET омили коҳиши аз 10% то 20% талаб мекунанд. Дар баъзе тарҳҳо, бо назардошти он, ки шиддати воқеии шикастан аз 5% то 10% баландтар аз арзиши номиналӣ дар 25 ° C аст, ба тарҳи воқеӣ маржаи мувофиқи тарҳрезӣ илова карда мешавад, ки барои тарҳ хеле муфид аст. Барои интихоби дурусти MOSFETҳо фаҳмидани нақши шиддати дарвозаи VGS дар ҷараёни интиқол муҳим аст. Ин шиддат шиддатест, ки интиқоли пурраи MOSFET-ро дар ҳолати ҳадди ниҳоии RDS (фаъол) таъмин мекунад. Ин аст, ки муқовимат ҳамеша ба сатҳи VGS алоқаманд аст ва танҳо дар ин шиддат дастгоҳро фаъол кардан мумкин аст. Натиҷаи муҳими тарҳрезӣ ин аст, ки шумо наметавонед MOSFET-ро бо шиддати камтар аз ҳадди ақали VGS, ки барои ноил шудан ба рейтинги RDS(on) истифода мешавад, пурра ба кор дароред. Масалан, барои пурра ба кор андохтани MOSFET бо микроконтроллери 3.3V, шумо бояд MOSFET-ро дар VGS = 2.5V ё камтар аз он фаъол созед.
Муқовимат, заряди дарвоза ва "рақами шоиста"
Муқовимати MOSFET ҳамеша дар як ё якчанд шиддати дарвоза ба манбаъ муайян карда мешавад. Ҳадди ниҳоии RDS(фаъол) метавонад аз 20% то 50% аз арзиши маъмулӣ баландтар бошад. Ҳадди ниҳоии RDS(фаъол) одатан ба арзиш дар ҳарорати пайвастшавии 25°C дахл дорад. Дар ҳарорати баландтар, RDS(фаъол) метавонад аз 30% то 150% афзоиш ёбад, тавре ки дар расми 1 нишон дода шудааст. Азбаски RDS(фаъол) бо ҳарорат тағир меёбад ва арзиши ҳадди ақали муқовимат кафолат дода намешавад, муайянкунии ҷараён дар асоси RDS(дар) нест. усули хеле дақиқ.
Расми 1 RDS(дар) бо ҳарорат дар ҳудуди аз 30% то 150% аз ҳарорати максималии корӣ зиёд мешавад
Муқовимат ҳам барои MOSFET-ҳои канали N ва ҳам P-канал хеле муҳим аст. Ҳангоми иваз кардани манбаъҳои барқ, Qg як меъёри асосии интихоби MOSFET-ҳои канали N мебошад, ки ҳангоми иваз кардани манбаъҳои барқ истифода мешаванд, зеро Qg ба талафоти коммутатсионӣ таъсир мерасонад. Ин талафот ду таъсир доранд: яке вақти гузариш, ки ба MOSFET-ро фаъол ва хомӯш мекунад; дигар энергияест, ки барои пур кардани зарфияти дарвоза дар давоми ҳар як раванди гузариш лозим аст. Як чизро бояд дар хотир дошт, ки Qg аз шиддати манбаи дарвоза вобаста аст, ҳатто агар истифодаи Vgs пасттар талафоти гузаришро коҳиш диҳад. Ҳамчун як роҳи зуди муқоисаи MOSFET-ҳо, ки барои истифода дар замимаҳои коммутатсионӣ пешбинӣ шудаанд, тарроҳон аксар вақт формулаи ягонаеро истифода мебаранд, ки аз RDS(on) барои талафоти интиқол ва Qg барои талафоти гузариш иборат аст: RDS(on)xQg. Ин "рақами шоиста" (FOM) кори дастгоҳро ҷамъбаст мекунад ва имкон медиҳад, ки MOSFET-ҳо аз рӯи арзишҳои маъмулӣ ё ҳадди аксар муқоиса карда шаванд. Барои таъмини муқоисаи дақиқ дар байни дастгоҳҳо, шумо бояд боварӣ ҳосил кунед, ки ҳамон VGS барои RDS(on) ва Qg истифода мешавад ва қиматҳои маъмулӣ ва максималӣ дар нашрия омехта намешаванд. FOM-и поёнӣ ба шумо дар иваз кардани барномаҳо иҷрои беҳтаре медиҳад, аммо ин кафолат дода намешавад. Натиҷаҳои беҳтарини муқоисаро танҳо дар як схемаи воқеӣ ба даст овардан мумкин аст ва дар баъзе мавридҳо мумкин аст, ки схема барои ҳар як MOSFET дақиқ танзим карда шавад. Пардохти номиналии ҷорӣ ва қувваи барқ, дар асоси шароити гуногуни санҷиш, аксари MOSFETҳо дар варақаи маълумот як ё якчанд ҷараёнҳои резиши доимӣ доранд. Шумо мехоҳед, ки ба варақаи маълумот бодиққат назар кунед, то бифаҳмед, ки рейтинг дар ҳарорати муқарраршудаи парванда (масалан, TC = 25 ° C) ё ҳарорати муҳити зист (масалан, TA = 25 ° C) аст. Кадоме аз ин арзишҳо бештар мувофиқ аст, аз хусусиятҳо ва истифодаи дастгоҳ вобаста аст (ниг. Расми 2).
Тасвири 2 Ҳама арзишҳои максималии мутлақи ҷорӣ ва қудрат маълумоти воқеӣ мебошанд
Барои дастгоҳҳои хурди васлшавандаи рӯизаминӣ, ки дар дастгоҳҳои дастӣ истифода мешаванд, сатҳи мувофиқтарини ҷорӣ метавонад дар ҳарорати муҳити 70°C бошад. Барои таҷҳизоти калон бо гармкунакҳо ва хунуккунии маҷбурии ҳаво, сатҳи ҷорӣ дар TA = 25 ℃ метавонад ба вазъияти воқеӣ наздиктар бошад. Барои баъзе дастгоҳҳо, матрит метавонад дар ҳарорати максималии пайвастшавӣ нисбат ба маҳдудиятҳои бастаи худ ҷараёни бештарро идора кунад. Дар баъзе варақаҳои маълумот, ин сатҳи ҷории "маҳдуд-маҳдуд" маълумоти иловагӣ ба сатҳи ҷории "маҳдуди баста" мебошад, ки метавонад ба шумо дар бораи устувории штамп тасаввурот диҳад. Мулоҳизаҳои шабеҳ ба паҳншавии доимии қувваи барқ, ки на танҳо аз ҳарорат, балки ба сари вақт низ вобаста аст. Тасаввур кунед, ки дастгоҳ дар PD=4W дар давоми 10 сония дар TA=70℃ пайваста кор мекунад. Он чизе, ки давраи "давом"-ро ташкил медиҳад, дар асоси бастаи MOSFET фарқ мекунад, аз ин рӯ шумо мехоҳед, ки нақшаи муқовимати муваққатии гармиро аз ҷадвали маълумот истифода баред, то бубинед, ки пас аз 10 сония, 100 сония ё 10 дақиқа тақсимоти нерӯ чӣ гуна аст. . Тавре ки дар расми 3 нишон дода шудааст, коэффисиенти муқовимати гармии ин дастгоҳи махсусгардонидашуда пас аз набзи 10 сония тақрибан 0,33 аст, яъне вақте ки баста пас аз тақрибан 10 дақиқа ба гармии гармӣ мерасад, иқтидори гармии гармии дастгоҳ ба ҷои 4 Вт танҳо 1,33 Вт аст. . Ҳарчанд иқтидори паҳншавии гармии дастгоҳ дар зери сардшавии хуб тақрибан ба 2 Вт мерасад.
Тасвири 3 Муқовимати гармии MOSFET ҳангоми татбиқи импулси барқ
Дар асл, мо метавонем чӣ гуна интихоб кардани MOSFET-ро ба чор қадам тақсим кунем.
Қадами аввал: канали N ё P каналро интихоб кунед
Қадами аввал дар интихоби дастгоҳи дуруст барои тарроҳии шумо ин қарор аст, ки оё канали N ё P-канали MOSFET истифода мешавад. Дар як барномаи маъмулии барқ, вақте ки MOSFET ба замин пайваст мешавад ва сарборӣ ба шиддати шабака пайваст мешавад, MOSFET гузариши паҳлӯи пастро ташкил медиҳад. Дар гузариши паҳлӯи паст, MOSFET-ҳои канали N-канал бояд бо назардошти шиддати зарурӣ барои хомӯш ё фурӯзон кардани дастгоҳ истифода шаванд. Вақте ки MOSFET ба автобус пайваст мешавад ва ба замин бор мекунад, коммутаторҳои баландсифат истифода мешаванд. Одатан дар ин топология MOSFET-ҳои P-канал истифода мешаванд, ки ин низ ба мулоҳизаҳои гардонандаи шиддат вобаста аст. Барои интихоби дастгоҳи мувофиқ барои барномаи худ, шумо бояд шиддати лозимиро барои рондани дастгоҳ ва роҳи осонтарини иҷрои онро дар тарроҳии худ муайян кунед. Қадами навбатӣ муайян кардани дараҷаи зарурии шиддат ё шиддати максималии дастгоҳ тобовар аст. Чӣ қадаре ки дараҷаи шиддат баланд бошад, арзиши дастгоҳ ҳамон қадар баландтар мешавад. Тибқи таҷрибаи амалӣ, шиддати номиналӣ бояд аз шиддати шабака ё шиддати автобус зиёд бошад. Ин муҳофизати кофӣ таъмин мекунад, то MOSFET ноком нашавад. Ҳангоми интихоби MOSFET, зарур аст, ки шиддати максималиро, ки аз дренаж ба манбаъ таҳаммул карда мешавад, муайян кунед, яъне ҳадди аксар VDS. Донистани он муҳим аст, ки шиддати максималии MOSFET метавонад ба тағирёбии ҳарорат тоб оварад. Дизайнерҳо бояд тағирёбии шиддатро дар тамоми диапазони ҳарорати корӣ санҷанд. Шиддати номиналӣ бояд маржаи кофӣ дошта бошад, то ин диапазони тағирёбандаро фаро гирад, то ки схема ноком нашавад. Дигар омилҳои бехатарие, ки муҳандисони тарроҳӣ бояд ба назар гиранд, гузариши шиддатро дар бар мегиранд, ки тавассути иваз кардани электроника ба монанди муҳаррикҳо ё трансформаторҳо ба вуҷуд меоянд. Шиддати номиналӣ барои барномаҳои гуногун фарқ мекунад; маъмулан, 20V барои дастгоҳҳои сайёр, 20-30V барои таъминоти барқи FPGA ва 450-600V барои барномаҳои 85-220VAC.
Қадами 2: Ҷараёни номиналӣ муайян кунед
Қадами дуюм интихоби рейтинги кунунии MOSFET мебошад. Вобаста аз конфигуратсияи схема, ин ҷараёни номиналӣ бояд ҳадди аксар ҷараён бошад, ки сарборӣ дар ҳама ҳолатҳо тоб оварда метавонад. Монанди вазъияти шиддат, тарроҳ бояд боварӣ ҳосил кунад, ки MOSFET интихобшуда метавонад ба ин рейтинги ҷорӣ тоб оварад, ҳатто вақте ки система хӯшаҳои ҷорӣ тавлид мекунад. Ду шарти ҷорӣ, ки ба назар гирифта мешаванд, ҳолати доимӣ ва суръати набз мебошанд. Дар ҳолати интиқоли доимӣ, MOSFET дар ҳолати устувор қарор дорад, ки дар он ҷо ҷараёни пайваста тавассути дастгоҳ ҷараён мегирад. Хӯшаи набз ба шиддати калон (ё ҷараёнҳои тез) ишора мекунад, ки тавассути дастгоҳ ҷорӣ мешавад. Пас аз муайян кардани ҷараёнҳои максималӣ дар ин шароит, ин танҳо масъалаи интихоби дастгоҳест, ки ин ҷараёнро аз ӯҳдаи ин ҳадди аксар идора карда метавонад. Пас аз интихоби ҷараёни номиналӣ, талафоти интиқол низ бояд ҳисоб карда шавад. Дар ҳолатҳои воқеӣ, MOSFET як дастгоҳи идеалӣ нест, зеро дар ҷараёни интиқол талафоти нерӯи барқ мебошад, ки онро талафоти интиқол меноманд. MOSFET ҳамчун муқовимати тағйирёбанда ҳангоми "фаъол" рафтор мекунад, ки онро RDS(ON) дастгоҳ муайян мекунад ва бо ҳарорат ба таври назаррас тағйир меёбад. Талафоти нерӯи дастгоҳро тавассути Iload2×RDS(ON) ҳисоб кардан мумкин аст. Азбаски муқовимат бо ҳарорат тағйир меёбад, талафоти нерӯ низ мутаносибан тағир меёбад. Чӣ қадаре ки шиддати VGS ба MOSFET истифода шавад, ҳамон қадар RDS(ON) хурдтар мешавад; баръакс, баландтар RDS (ON) хоҳад буд. Барои тарроҳони система, ин аст, ки мубодила вобаста ба шиддати система ба амал меояд. Барои тарҳҳои сайёр истифода бурдани шиддатҳои камтар осонтар (ва маъмултар) аст, дар ҳоле ки барои намунаҳои саноатӣ шиддатҳои баландтар метавонанд истифода шаванд. Дар хотир доред, ки муқовимати RDS (ON) бо ҷараёни ҷорӣ каме баланд мешавад. Тағирот дар параметрҳои гуногуни электрикии муқовимати RDS(ON)-ро дар варақаи маълумоти техникии истеҳсолкунанда пайдо кардан мумкин аст. Технология ба хусусиятҳои дастгоҳ таъсири назаррас мерасонад, зеро баъзе технологияҳо ҳангоми зиёд кардани ҳадди аксар VDS RDS(ON)-ро зиёд мекунанд. Барои чунин технология, агар шумо нияти кам кардани VDS ва RDS(ON) дошта бошед, шумо бояд андозаи чипро зиёд кунед ва ба ин васила андозаи бастаи мувофиқ ва хароҷоти таҳияи марбутро зиёд кунед. Дар саноат якчанд технологияҳо мавҷуданд, ки кӯшиш мекунанд афзоиши андозаи чипҳоро назорат кунанд, ки муҳимтарини онҳо технологияҳои мувозинати каналҳо ва зарядҳо мебошанд. Дар технологияи хандак, дар вафли чуқури чуқур ҷойгир карда мешавад, ки одатан барои шиддати паст нигоҳ дошта мешавад, то муқовимати RDS (ON) кам карда шавад. Бо мақсади кам кардани таъсири ҳадди аксар VDS ба RDS(ON), дар ҷараёни таҳия як сутуни эпитаксиалии афзоиш/сутуни etching истифода шуд. Масалан, Fairchild Semiconductor технологияеро бо номи SuperFET таҳия кардааст, ки қадамҳои иловагии истеҳсолиро барои коҳиши RDS(ON) илова мекунад. Ин тамаркуз ба RDS (ON) муҳим аст, зеро вақте ки шиддати шикастани MOSFET стандартӣ афзоиш меёбад, RDS (ON) ба таври экспоненсиалӣ меафзояд ва боиси афзоиши андозаи матоъ мегардад. Раванди SuperFET муносибати экспоненсиалӣ байни RDS(ON) ва андозаи вафлиро ба муносибати хатӣ табдил медиҳад. Бо ин роҳ, дастгоҳҳои SuperFET метавонанд RDS (ON)-и идеалии пастро дар андозаҳои хурд, ҳатто бо шиддати шикаст то 600В ба даст оранд. Дар натиҷа, андозаи вафлиро то 35% кам кардан мумкин аст. Барои корбарони ниҳоӣ ин маънои хеле кам кардани андозаи бастаро дорад.
Қадами сеюм: Муайян кардани талаботи гармидиҳӣ
Қадами навбатӣ дар интихоби MOSFET ин ҳисоб кардани талаботи гармии система мебошад. Тарроҳон бояд ду сенарияи гуногунро баррасӣ кунанд, сенарияи бадтарин ва сенарияи воқеии ҷаҳон. Тавсия дода мешавад, ки натиҷаи ҳисобкунии бадтаринро истифода баред, зеро ин натиҷа маржаи бехатарии калонтарро таъмин мекунад ва кафолат медиҳад, ки система аз кор набарояд. Инчунин баъзе маълумотҳои андозагирӣ мавҷуданд, ки дар варақаи маълумоти MOSFET таваҷҷӯҳ доранд; ба монанди муқовимати гармии байни пайванди нимноқилҳои дастгоҳи басташуда ва муҳити зист ва ҳарорати максималии пайвастшавӣ. Ҳарорати пайвастшавии дастгоҳ ба ҳарорати максималии муҳити зист ва ҳосили муқовимати гармӣ ва тақсими қувва баробар аст (ҳарорати пайвастшавӣ = ҳарорати ҳадди ниҳоии муҳити зист + [муқовимати гармӣ × паҳншавии нерӯ]). Мувофиқи ин муодила, тақсимоти максималии қувваи системаро метавон ҳал кард, ки аз рӯи таъриф ба I2×RDS(ON) баробар аст. Азбаски конструктор ҷараёнро, ки аз дастгоҳ мегузарад, муайян кардааст, RDS(ON) -ро дар ҳароратҳои гуногун ҳисоб кардан мумкин аст. Қобили зикр аст, ки ҳангоми кор бо моделҳои оддии гармӣ, конструкторҳо бояд инчунин қобилияти гармии пайванди нимноқилҳо / парвандаи дастгоҳ ва корпус / муҳити атрофро ба назар гиранд; ин талаб мекунад, ки плата ва бастаи чопшуда фавран гарм нашавад. Барҳамхӯрии тарма маънои онро дорад, ки шиддати баръакс дар дастгоҳи нимноқил аз арзиши максималӣ зиёд мешавад ва майдони пурқуввати барқро барои зиёд кардани ҷараёни дар дастгоҳ ба вуҷуд меорад. Ин ҷараён қувваи барқро пароканда мекунад, ҳарорати дастгоҳро баланд мекунад ва эҳтимолан дастгоҳро вайрон мекунад. Ширкатҳои нимноқилҳо дар дастгоҳҳо озмоиши тарма мегузаронанд, шиддати тармаҳои онҳоро ҳисоб мекунанд ё устувории дастгоҳро месанҷанд. Ду усули ҳисоб кардани шиддати номиналии тарма вуҷуд дорад; яке усули статистикй ва дигаре хисоби гармй. Ҳисобкунии гармӣ васеъ истифода мешавад, зеро он амалӣтар аст. Бисёре аз ширкатҳо тафсилоти озмоиши дастгоҳи худро пешниҳод кардаанд. Масалан, Fairchild Semiconductor "Роҳнамои Power MOSFET Avalanche" -ро пешниҳод мекунад (Роҳнамои Power MOSFET Avalanche - мумкин аст аз вебсайти Fairchild зеркашӣ карда шавад). Илова ба ҳисоббарорӣ, технология низ ба таъсири тарма таъсири калон мерасонад. Масалан, афзоиши андозаи қолаб муқовимат ба тармаро зиёд мекунад ва дар ниҳоят устувории дастгоҳро зиёд мекунад. Барои корбарони ниҳоӣ ин маънои истифодаи бастаҳои калонтарро дар система дорад.
Қадами 4: Муайян кардани иҷрои гузариш
Қадами ниҳоӣ дар интихоби MOSFET ин муайян кардани кори коммутатсионӣ аз MOSFET мебошад. Параметрҳои зиёде мавҷуданд, ки ба кори коммутатсионӣ таъсир мерасонанд, аммо муҳимтар аз ҳама дарвоза/дренаж, дарвоза/манбаъ ва иқтидори дренаж/манба мебошанд. Ин конденсаторҳо дар дастгоҳ талафоти коммутатсионӣ эҷод мекунанд, зеро онҳо ҳар дафъае, ки иваз мекунанд, барқ гиранд. Ҳамин тариқ, суръати гузариш аз MOSFET кам мешавад ва самаранокии дастгоҳ низ кам мешавад. Барои ҳисоб кардани талафоти умумӣ дар дастгоҳ ҳангоми гузариш, конструктор бояд талафотро ҳангоми фурӯзон (Eon) ва талафотро ҳангоми хомӯш кардан (Eoff) ҳисоб кунад. Қувваи умумии коммутатори MOSFET-ро метавон бо муодилаи зерин ифода кард: Psw=(Eon+Eoff)×басомади гузариш. Пардохти дарвоза (Qgd) ба кори гузариш таъсири бештар дорад. Дар асоси аҳамияти иҷрои коммутатсионӣ, технологияҳои нав барои ҳалли ин масъалаи коммутатсионӣ пайваста таҳия карда мешаванд. Баланд бардоштани андозаи чип заряди дарвозаро зиёд мекунад; ин андозаи дастгоҳро зиёд мекунад. Бо мақсади кам кардани талафоти гузариш, технологияҳои нав ба монанди оксидшавии ғафси поёни канал пайдо шуданд, ки ҳадафи он кам кардани заряди дарвоза мебошад. Масалан, технологияи нави SuperFET метавонад аз ҳисоби кам кардани RDS(ON) ва заряди дарвоза (Qg) талафоти интиқолро кам кунад ва кори коммутатсионӣро беҳтар кунад. Бо ин роҳ, MOSFETҳо метавонанд ҳангоми гузариш бо интиқоли шиддати баланд (dv/dt) ва гузариши ҷорӣ (di/dt) мубориза баранд ва ҳатто метавонанд дар басомадҳои баландтари коммутатсионӣ боэътимод кор кунанд.
Вақти фиристодан: октябр-23-2023
