MOSFET PARAMETRELERİNİ ANLAMAK

Mosfet parametreleri nedir ? Mosfetler nasıl kullanılır ? Mosfetleri nasıl anlamalıyız ? Mosfetlerin öne çıkan özellikleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Mosfetleri Anlamak -2 adlı yazımızla karşınızdayız.

Teknik makaleler kısmı ile devam ediyoruz.

Başlayalım.

MOSFET PARAMETRELERİ 

Geçici koşullar ve anahtarlamalı mod ile ilgili MOSFET özelliklerini incelemeye çalışalım.

Düşük frekanslı MOSFET’lerle ilgili önceki makalede, MOSFET’in kararlı durumdaki çalışmasını yöneten eşik voltajı, on-state direnç ve maksimum drain akımı gibi parametrelere baktık.

Bu özellikler tüm uygulamalarla ilgilidir ve düşük frekanslı bir sistem tasarlıyorsanız, uygun bir cihaz seçmek için ihtiyacınız olan bilgilerin çoğunu kapsamaktadır.

Ancak günümüzde, MOSFET’leri analog uygulamalarda bile nispeten yüksek frekanslı (ve genellikle darbe genişlik modülasyonlu) dijital sinyallerle kontrol edilen anahtarlar olarak kullanmak çok yaygın bir durumdur.Mükemmel bir örnek olarak, D Sınıfı amplifikatör gösterilebilir.

Giriş sinyalin analog olduğu ve çıkış sinyalinin analog olduğu gerçeğine rağmen, amplifikasyon tam olarak tamamen kapalı konuma getirilen transistörler kullanılarak elde edilir.

Anahtarlamalı mod kontrol, lineer kontrole göre önemli ölçüde daha verimlidir ve bu, elde edilen devre daha karmaşık ve sonuçta ortaya çıkan sinyalin gürültü geçişinden olumsuz etkilense bile ilgi çekici bir seçenek olmasını sağlar.

Kalıcı Olmayan Maksimumlar

Önceki makalede maksimum olan sürekli drain akımını incelemiştik.Bu parametrenin kalıcı olmayan durumlar için ilgili özellikleri vardır.

Maksimum geçici drain akımı “pulsed drain akımı” veya “peak drain akımı” olarak adlandırılır.Burada birkaç değişken vardır (darbe genişliği, görev döngüsü, ortam sıcaklığı) ve bu nedenle bu özellik son derece kullanışlı değildir.

Bununla birlikte, size cihazın kısa süreli akımının ne kadar sürdürebileceğine dair genel bir fikir verir ve bazı durumlarda bu durum sabit durum sınırından daha önemli olur (yüksek akım koşullarının olduğu uygulamaları düşünüyorum) ateşleme, ani dönüş veya düşük çalışma döngüsü PWM ile ilgilidir.

Geçici olaylar doğrultusunda meydana gelebilecek bir hasarı önlemek için bir başka parametre drain kaynağı çığ enerjisidir.İlgili birimler ve özellikler joule biriminde verilmiştir, ancak MOSFET’in drain kaynağı arıza gerilimini aşan voltajlarla ilgilidir.Bu konu biraz karmaşıktır ve bu kısa yazının kapsamı dışında incelenmesi gerekmektedir.

Kapasitanslar

Bir FET’in dinamik parametreleri arasında öne çıkan, giriş kapasitansı, çıkış kapasitansı ve ters(geri) transfer kapasitansıdır.Bunlar, gate-drain kapasitesi (Cgd), gate-source kapasitansı (Cgs) ve drain-source kapasitansı (Cds) olarak adlandırılan tipik (daha sezgisel olarak adlandırılmış) MOSFET kapasiteleri ile yakından ilgilidir.

Giriş kapasitansı (Cıss) bir giriş sinyali, yani Cgd artı Cgs tarafından görülen kapasitanstır.

Çıkış kapasitesi (Coss) bir çıkış sinyali tarafından görülen kapasitanstır.Ayrık FET’ler bağlamında çıkış terminali drain’dir..Yani Coss = Cgd + Cds.

Ters transfer kapasitesi (Crss), drain ve gate, yani Crss = Cgd arasındaki kapasitanstır.

Giriş kapasitansı (sürücü devresinin direnciyle bağlantılı olarak) anahtarlama özelliklerini etkiler çünkü daha fazla giriş kapasitesi daha fazla açma ve kapama gecikmesi anlamına gelir.FET’i iletime soktuğunuzda bu kapasiteyi şarj etmeniz gerekir ve cihazı kapatmak istediğinizde deşarj etmeniz gerekir.

Çıkış kapasitansı, güç dağıtımı ve bir anahtarlama devresinin rezonans frekansı düşünüldüğünde devreye girer.

Ters transfer kapasitansı, açılma ve kapanma süresini etkiler (giriş kapasitansının bir parçası olduğu için şaşırtıcı değildir), fakat bir geri besleme döngüsü oluşturduğuna dikkat etmelisiniz (çünkü drain çıkış olarak kabul edilir ve gate giriş olarak kabul edilir).

Geri besleme yolundaki bir kondansatör, Miller etkisine tabidir ve sonuç olarak, CRSS’nin geçici yanıtı ne ölçüde etkilediği, nominal kapasitans değerine bağlı olarak bekleyeceğimizden daha büyüktür.

Gate Yükü

Cihazın anahtarlama özelliklerini değerlendirmek için MOSFET giriş kapasitansının en güvenilir yol olmadığı ortaya çıkıyor, çünkü kapasitans değerleri gerilim ve akım koşullarından etkileniyor. Resim üzerindeki çizim, üç kapasitans değerinin, drain kaynağı voltajındaki değişikliklere nasıl cevap verdiği konusunda bir fikir vermektedir.

Bu resim üzerindeki grafik ayrıca “cihaz büyüklüğü ve transkondüktans”dan, bir MOSFET’i diğerinin üzerine seçmenin temeli olarak kapasitans kullanımını zorlaştıran faktörler olarak belirtmektedir.Gate yükü özelliklerinin kullanılması daha iyi olmaktadır.

Örneğin:Gate şarjı, anahtarlama özelliklerini değerlendirmenin daha kolay bir yoludur.Şarj, akımın zamana bağlı olarak çarpımına eşittir, bu nedenle, gate’i süren cihazın çıkış akımını biliyorsanız ve FET’in gate şarj spesifikasyonunu biliyorsanız, cihazı açmak için gereken süreyi hesaplayabilirsiniz.

Anahtarlama Zamanları

Tüm hesaplamalardan ve teorik bilgilerinden kaçınmak istiyorsanız, parça aramanızı sadece veri sayfasında verilen geçiş süreleri olan FET’lere kısıtlayabilirsiniz. “Açılma zamanı” (veya “kapanma zamanı”), “yükselme zamanı” (veya “düşme zamanı”) ve “gecikme süresi” etiketli özellikleri arayın.

Bu yaklaşım kesinlikle çok basittir, ancak çoğu durumda olduğu gibi en kolay çözüm en sağlam çözüm değildir.Bu “önceden hazırlanmış” anahtarlama özellikleri, beklenen koşullarla veya farklı bir veri sayfasında kullanılan koşullar ile tutarlı olmayan belirli koşullara (belki de en önemlisi kapı tahrik devresinin direncidir) dayanmaktadır.

Yukarıda bahsi geçen NXP / Nexperia grafiği , bir üreticiden anahtar teslim süresi özelliklerini başka bir üreticininki ile karşılaştırırken “son derece dikkat” gerektiğini göstermektedir.

MOSFET PARAMETRELERİNİ ANLAMAK SONUÇ :

Bugün Mosfet Parametrelerini Anlamak adlı yazımızı sizlerle paylaştık.MOSFET’lerin dinamik davranışları özellikle kolay değildir, ancak bu içerikte farklı cihazların dinamik davranışını daha ayrıntılı bir şekilde değerlendirmenize yardımcı olacak yeterli bilgi sağlayabildiğimizi umuyorum.Birbirinden ayrı,farklı FET’lerin gerçek hayattaki geçici davranışlarıyla ilgili herhangi bir deneyiminiz varsa, bu konuda da yorumlarınızı beklemekteyim.

İyi Çalışmalar