MOSFET แพ็คเกจขนาดเล็ก

เมื่อ MOSFET เชื่อมต่อกับบัสและกราวด์โหลด จะใช้สวิตช์ด้านข้างไฟฟ้าแรงสูง มักเป็นช่อง PMOSFETใช้ในโทโพโลยีนี้ อีกครั้งสำหรับการพิจารณาไดรฟ์แรงดันไฟฟ้า การกำหนดพิกัดปัจจุบัน ขั้นตอนที่สองคือการเลือกพิกัดปัจจุบันของ MOSFET พิกัดกระแสนี้ควรเป็นกระแสสูงสุดที่โหลดสามารถทนได้ในทุกสถานการณ์ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของวงจร

เช่นเดียวกับกรณีของแรงดันไฟฟ้า ผู้ออกแบบจะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เลือกไว้มอสเฟตสามารถทนต่อพิกัดกระแสนี้ได้ แม้ว่าระบบจะสร้างกระแสไฟกระชากก็ตาม กรณีปัจจุบันสองกรณีที่ถูกพิจารณาคือโหมดต่อเนื่องและพัลส์ที่พุ่งสูงขึ้น พารามิเตอร์นี้อ้างอิงโดย FDN304P DATASHEET โดยที่ MOSFET อยู่ในสถานะคงที่ในโหมดการนำต่อเนื่อง เมื่อกระแสไหลผ่านอุปกรณ์อย่างต่อเนื่อง

พัลส์เดือยคือเมื่อมีกระแสไฟกระชากขนาดใหญ่ (หรือพุ่งพล่าน) ไหลผ่านอุปกรณ์ เมื่อกำหนดกระแสสูงสุดภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้แล้ว ก็เป็นเพียงเรื่องของการเลือกอุปกรณ์ที่สามารถทนต่อกระแสสูงสุดนี้ได้โดยตรง

หลังจากเลือกกระแสไฟที่กำหนดแล้ว จะต้องคำนวณการสูญเสียการนำไฟฟ้าด้วย ในทางปฏิบัติ MOSFET ไม่ใช่อุปกรณ์ในอุดมคติเนื่องจากมีการสูญเสียพลังงานในระหว่างกระบวนการนำไฟฟ้า ซึ่งเรียกว่าการสูญเสียการนำไฟฟ้า

MOSFET ทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานผันแปรได้เมื่อ "เปิด" ตามที่กำหนดโดย RDS(ON) ของอุปกรณ์ และแปรผันอย่างมีนัยสำคัญตามอุณหภูมิ การกระจายพลังงานของอุปกรณ์สามารถคำนวณได้จาก Iload2 x RDS(ON) และเนื่องจากความต้านทานออนแปรผันตามอุณหภูมิ การกระจายพลังงานจึงแปรผันตามสัดส่วน ยิ่งแรงดันไฟฟ้า VGS ที่ใช้กับ MOSFET สูงเท่าใด RDS(ON) ก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ในทางกลับกัน RDS(ON) ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น สำหรับนักออกแบบระบบ นี่คือจุดที่ข้อดีข้อเสียจะเข้ามามีบทบาท โดยขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของระบบ สำหรับการออกแบบแบบพกพา การใช้แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าจะง่ายกว่า (และแพร่หลายกว่า) ในขณะที่การออกแบบทางอุตสาหกรรม สามารถใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าได้

โปรดทราบว่าความต้านทาน RDS(ON) จะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยตามกระแส คุณสามารถดูความแปรผันของพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าต่างๆ ของตัวต้านทาน RDS(ON) ได้ในเอกสารข้อมูลทางเทคนิคที่ผู้ผลิตจัดเตรียมให้

การกำหนดข้อกำหนดด้านความร้อน ขั้นตอนต่อไปในการเลือก MOSFET คือการคำนวณข้อกำหนดด้านความร้อนของระบบ ผู้ออกแบบต้องพิจารณาสถานการณ์ที่แตกต่างกันสองสถานการณ์ กรณีที่เลวร้ายที่สุดและกรณีจริง ขอแนะนำให้ใช้การคำนวณสำหรับสถานการณ์กรณีที่เลวร้ายที่สุด เนื่องจากผลลัพธ์นี้ให้ระยะขอบของความปลอดภัยที่มากขึ้น และทำให้มั่นใจว่าระบบจะไม่ล้มเหลว

นอกจากนี้ยังมีการวัดบางอย่างที่ต้องระวังในมอสเฟตเอกสารข้อมูล; เช่น ความต้านทานความร้อนระหว่างจุดเชื่อมต่อเซมิคอนดักเตอร์ของอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์กับสภาพแวดล้อมโดยรอบ และอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อสูงสุด อุณหภูมิหัวต่อของอุปกรณ์เท่ากับอุณหภูมิแวดล้อมสูงสุดบวกด้วยผลคูณของความต้านทานความร้อนและการกระจายพลังงาน (อุณหภูมิหัวต่อ = อุณหภูมิโดยรอบสูงสุด + [ความต้านทานความร้อน x การกระจายพลังงาน]) จากสมการนี้ สามารถแก้ปัญหาการกระจายพลังงานสูงสุดของระบบได้ ซึ่งตามคำจำกัดความเท่ากับ I2 x RDS(ON)

เนื่องจากผู้ออกแบบได้กำหนดกระแสสูงสุดที่จะผ่านอุปกรณ์ ดังนั้นจึงสามารถคำนวณ RDS(ON) สำหรับอุณหภูมิที่แตกต่างกันได้ สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าเมื่อต้องจัดการกับแบบจำลองความร้อนอย่างง่าย ผู้ออกแบบจะต้องพิจารณาความจุความร้อนของจุดเชื่อมต่อเซมิคอนดักเตอร์/กล่องหุ้มอุปกรณ์ และกล่องหุ้ม/สภาพแวดล้อมด้วย กล่าวคือ แผงวงจรพิมพ์และบรรจุภัณฑ์จะต้องไม่อุ่นเครื่องทันที

โดยปกติแล้ว PMOSFET จะมีไดโอดปรสิตอยู่ ฟังก์ชันของไดโอดคือเพื่อป้องกันการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับของแหล่งจ่าย-เดรน สำหรับ PMOS ข้อได้เปรียบเหนือ NMOS คือแรงดันไฟฟ้าในการเปิดสามารถเป็น 0 และความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่าง แรงดันไฟฟ้า DS นั้นไม่มาก ในขณะที่ NMOS ในสภาวะกำหนดให้ VGS มากกว่าเกณฑ์ ซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้าควบคุมมากกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และจะเกิดปัญหาที่ไม่จำเป็น PMOS ถูกเลือกเป็นสวิตช์ควบคุม มีแอปพลิเคชันสองรายการต่อไปนี้: แอปพลิเคชันแรก PMOS เพื่อทำการเลือกแรงดันไฟฟ้า เมื่อมี V8V อยู่ จากนั้นแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจะได้รับจาก V8V PMOS จะถูกปิด VBAT ไม่ให้แรงดันไฟเข้า VSIN และเมื่อ V8V ต่ำ VSIN จะจ่ายไฟ 8V สังเกตการต่อสายดินของ R120 ซึ่งเป็นตัวต้านทานที่จะดึงแรงดันเกตลงอย่างต่อเนื่องเพื่อให้แน่ใจว่า PMOS เปิดได้อย่างเหมาะสม ซึ่งเป็นสภาวะอันตรายที่เกี่ยวข้องกับอิมพีแดนซ์เกตสูงที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้

ฟังก์ชันของ D9 และ D10 คือการป้องกันแรงดันไฟฟ้าสำรอง และสามารถละเว้น D9 ได้ ควรสังเกตว่า DS ของวงจรกลับด้านจริง ๆ เพื่อไม่ให้การทำงานของท่อสวิตชิ่งไม่สามารถทำได้โดยการนำไดโอดที่ต่ออยู่ ซึ่งควรสังเกตในการใช้งานจริง ในวงจรนี้ สัญญาณควบคุม PGC จะควบคุมว่า V4.2 จ่ายไฟให้กับ P_GPRS หรือไม่ วงจรนี้ แหล่งจ่าย และขั้วเดรนไม่ได้เชื่อมต่อกับฝั่งตรงข้าม R110 และ R113 มีอยู่ในแง่ที่ว่ากระแสประตูควบคุม R110 ไม่ใหญ่เกินไป ความปกติของประตูควบคุม R113 R113 ดึงขึ้นสูง ณ PMOS แต่ยังรวมถึง จะเห็นเป็นการดึงขึ้นของสัญญาณควบคุม เมื่อ MCU ภายในพินและดึงขึ้น นั่นคือเอาท์พุตของ open-drain เมื่อเอาท์พุตไม่ขับ PMOS ออกไป ณ ที่นี้ เวลา มันจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าภายนอกเพื่อให้ดึงขึ้น ดังนั้นตัวต้านทาน R113 จึงมีบทบาทสองประการ r110 สามารถเล็กลงได้จนถึง 100 โอห์ม