ظرفیت گیت، مقاومت روشن و سایر پارامترهای ماسفت ها

I. ظرفیت گیت

خازن گیت به طور عمده شامل ظرفیت ورودی (Ciss)، ظرفیت خروجی (Coss) و ظرفیت انتقال معکوس (Crss، همچنین به عنوان خازن میلر) است.

ظرفیت ورودی (Ciss):

تعریف: ظرفیت ورودی ظرفیت کل بین گیت و منبع و تخلیه است و از ظرفیت منبع گیت (Cgs) و ظرفیت تخلیه دروازه (Cgd) که به صورت موازی به هم وصل شده اند، یعنی Ciss = Cgs + Cgd تشکیل شده است.

عملکرد: ظرفیت ورودی بر سرعت سوئیچینگ ماسفت تأثیر می گذارد. هنگامی که ظرفیت ورودی به یک ولتاژ آستانه شارژ می شود، دستگاه می تواند روشن شود. به مقدار مشخصی تخلیه می شود، دستگاه می تواند خاموش شود. بنابراین مدار رانندگی و سیس در تاخیر روشن و خاموش شدن دستگاه تاثیر مستقیم دارند.

ظرفیت خروجی (Coss):

تعریف: ظرفیت خروجی ظرفیت کل بین درین و منبع است و از خازن منبع تخلیه (Cds) و ظرفیت دریچه تخلیه (Cgd) به صورت موازی تشکیل شده است، یعنی Coss = Cds + Cgd.

نقش: در کاربردهای سوئیچینگ نرم، Coss بسیار مهم است زیرا ممکن است باعث ایجاد تشدید در مدار شود.

ظرفیت انتقال معکوس (Crss):

تعریف: ظرفیت انتقال معکوس معادل ظرفیت تخلیه دروازه (Cgd) است و اغلب به عنوان ظرفیت میلر شناخته می شود.

نقش: ظرفیت انتقال معکوس پارامتر مهمی برای زمان های صعود و افت سوئیچ است و همچنین بر زمان تاخیر خاموش شدن نیز تاثیر می گذارد. با افزایش ولتاژ منبع تخلیه، مقدار خازن کاهش می یابد.

II. مقاومت روشن (Rds(روشن))

تعریف: مقاومت روشن، مقاومت بین منبع و تخلیه ماسفت در حالت روشن تحت شرایط خاص (مثلاً جریان نشتی خاص، ولتاژ دروازه و دما) است.

عوامل مؤثر: مقاومت روشن یک مقدار ثابت نیست، تحت تأثیر دما است، هر چه دما بالاتر باشد، Rds(on) بیشتر است. علاوه بر این، هرچه ولتاژ مقاومت بالاتر باشد، ساختار داخلی ماسفت ضخیم‌تر است، مقاومت مربوطه بالاتر خواهد بود.

اهمیت: هنگام طراحی یک منبع تغذیه سوئیچینگ یا مدار درایور، باید مقاومت روشن ماسفت را در نظر گرفت، زیرا جریانی که از ماسفت می گذرد در این مقاومت انرژی مصرف می کند و این قسمت از انرژی مصرف شده روشن نامیده می شود. از دست دادن مقاومت انتخاب یک ماسفت با مقاومت روشن کم می تواند تلفات مقاومت روشن را کاهش دهد.

سوم، پارامترهای مهم دیگر

علاوه بر ظرفیت گیت و مقاومت روشن، ماسفت دارای پارامترهای مهم دیگری نیز می باشد، مانند:

V(BR)DSS (ولتاژ شکست منبع تخلیه):ولتاژ منبع تخلیه که در آن جریان عبوری از زهکش در دمایی خاص و با اتصال منبع دروازه به مقدار مشخصی می رسد. بالاتر از این مقدار، لوله ممکن است آسیب دیده باشد.

VGS(th) (ولتاژ آستانه):ولتاژ دروازه مورد نیاز برای ایجاد یک کانال رسانا بین منبع و تخلیه. برای ماسفت های کانال N استاندارد، VT حدود 3 تا 6 ولت است.

شناسه (حداکثر جریان تخلیه مداوم):حداکثر جریان DC پیوسته ای که می تواند توسط تراشه در حداکثر دمای نامی محل اتصال مجاز باشد.

IDM (حداکثر جریان تخلیه پالسی):سطح جریان پالسی را که دستگاه می تواند تحمل کند را منعکس می کند، با جریان پالسی بسیار بالاتر از جریان DC پیوسته.

PD (حداکثر اتلاف توان):دستگاه می تواند حداکثر مصرف برق را از بین ببرد.

به طور خلاصه، ظرفیت گیت، مقاومت روشن و سایر پارامترهای ماسفت برای عملکرد و کاربرد آن حیاتی هستند و باید بر اساس سناریوها و الزامات کاربردی خاص انتخاب و طراحی شوند.