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场效应晶体管的选择和常用型号

发表时间:2020-07-27 10:10


      场效应晶体管简称场效应管,有两种类型:结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(MOS管),是一种电压控制型半导体器件。
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  场效应晶体管如何选择?


 1.选择合适的沟道(N沟道还是P沟道)

  挑选好场效应晶体管电子元件的第一步是取决选用N沟道或是P沟道场效应晶体管。在典型的功率使用中,当一个场效应晶体管接地,而负载接入到干线电压上时,该场效应晶体管就组成了低压侧开关。在低压侧开关中,应选用N沟道场效应晶体管,它是出自于对关闭或导通电子元件所要电压的考虑。当场效应晶体管接入到总线及负载接地时,就需要用高压侧开关。一般会在这一拓扑中选用P沟道场效应晶体管,这又是出于对电压驱动的考虑。

 2.确定场效应管的额定电流,额定电压和导通损耗。

  额定电压的确认

  明确需用的额定电压,或是电子元件能够承载的最高电压。额定电压越大,电子元件的成本就越高。按照实践证明,额定电压应该高于干线电压或总线电压。这样才可以提供足够的保护,使场效应晶体管不会失灵。

  就挑选场效应晶体管来讲,务必明确漏极至源极间将会承载的最高电压,即最大VDS。了解场效应晶体管能承载的最高电压会随温度而变动这点非常关键。我们须在整个操作温度范围内检测电压的变动范围。额定电压一定要有足够的余量覆盖这一变动范围,保障电路不会无效。

  需要考虑的其它安全因素包含由开关电子产品(如电机或变压器)引起的电压瞬变。不同使用的额定电压也各有不同,一般来说,便携式设备为20V、FPGA电源为20~30V、85~220VAC应用为450~600V。

  额定电流的确认

  该额定电流应是负载在全部状态下可以承载的最高电流。与电压的情形类似,保证选定的场效应晶体管能经受这一额定电流,即便在系统造成尖峰电流时。两个考虑的电流情形是持续模式和脉冲尖峰。在持续导通模式下,场效应晶体管处在稳态,这时电流持续通过电子元件。脉冲尖峰指的是有大量电涌(或尖峰电流)流经电子元件。一旦明确了这些条件下的最高电流,只需直接挑选能承载这个最高电流的电子元件便可。

  导通损耗的计算

  在实际情况下,场效应晶体管并不一定是理想的电子元件,归因于在导电过程中会有电能消耗,这叫做导通损耗。场效应晶体管在“导通”时好比一个可变电阻,由电子元件的RDS(ON)所确认,并随温度而明显变动。

  电子元件的功率损耗可由Iload2×RDS(ON)估算,因为导通电阻随温度变动,因而功率损耗也会随着按占比变动。对场效应晶体管施加的电压VGS越高,RDS(ON)就会越小;反之RDS(ON)就会越高。注意RDS(ON)电阻会随着电流轻微升高。关于RDS(ON)电阻的各类电气叁数变动可在生产商出示的技术资料表里得知。

 3.确定热要求,设计人员在设计时必须考虑到最坏和真实两种情况。一般建议采用针对最坏的结果计算,因为这个结果提供更大的安全余量,能够确保系统不会失效。

  系统散热要求

  须考虑二种不一样的情况,即最坏情况和具体情况。提议选用针对最坏情况的计算结果,由于这一结论提供更大的安全余量,能确保系统不易失灵。在场效应晶体管的材料表上还有一些必须留意的测量数据,电子元件的结温相当于最大环境温度再加热阻与功率耗散的乘积(结温=最大环境温度+[热阻×功率耗散])。

  依据这个式子可解出系统的最大功率损耗,即按定义相当于I2×RDS(ON)。我们已即将通过电子元件的最大电流,能够估算出不同溫度下的RDS(ON)。此外,也要搞好电路板以及场效应晶体管的散热。

  雪崩击穿指的是半导体器件上的反向电压超出最高值,并产生强电场使电子元件内电流增加。晶片尺寸的增加会增强抗雪崩能力,最后提高电子元件的稳健性。因而挑选更大的封裝件能够有效避免雪崩。


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