W przypadku tranzystorów MOSFET obowiązuje dobra zasada wskazująca, że im nowsza część, tym lepiej jest zoptymalizowana pod kątem przełączania aplikacji. Początkowo tranzystory MOSFET były stosowane jako elementy przejściowe w liniowych regulatorach napięcia (brak prądu bazowego zmniejszającego straty bez obciążenia lub ogólną wydajność) lub we wzmacniaczach audio klasy AB. Dzisiaj siłą napędową rozwoju nowych generacji MOSFET jest oczywiście wszechobecność zasilaczy impulsowych i ciągłe dążenie do sterowania silnikiem za pomocą przetwornic częstotliwości. To, co zostało osiągnięte w tym względzie, jest spektakularne.
Niektóre cechy, które zostały ulepszone z każdą nową generacją przełączających tranzystorów MOSFET:
- Niższe R DS, włączone - Ponieważ minimalizacja strat przewodzenia oznacza maksymalizację ogólnej wydajności.
- Niższa pojemność pasożytnicza - Ponieważ mniejszy ładunek wokół bramki pomaga zmniejszyć straty jazdy i zwiększa prędkość przełączania; mniej czasu poświęcanego na przełączanie oznacza mniejsze straty przełączania.
- Krótszy czas odzyskiwania wstecznej diody wewnętrznej; połączony z wyższą oceną dV / dt - Pomaga to również w zmniejszeniu strat przełączania, a także oznacza, że nie możesz zniszczyć MOSFET tak łatwo, gdy zmusisz go do wyłączenia naprawdę, naprawdę szybko.
- Odporność na lawinę - przy przełączaniu aplikacji zawsze występuje cewka indukcyjna. Odcięcie prądu od cewki indukcyjnej oznacza wytworzenie dużych skoków napięcia. W przypadku słabego odrzucenia lub całkowitego zwolnienia, kolce będą wyższe niż maksymalne napięcie znamionowe MOSFET. Dobra ocena lawinowa oznacza, że dostajesz dodatkową premię, zanim dojdzie do katastrofalnej awarii.
Istnieje jednak jedna mało znana gotcha do liniowych zastosowań tranzystorów MOSFET, która stała się bardziej wyraźna z ich nowszymi generacjami:
- FBSOA (bezpieczny obszar działania z przesunięciem do przodu), tj. Zdolność przenoszenia mocy w liniowym trybie pracy.
Wprawdzie jest to problem z każdym rodzajem MOSFET-a, starym i nowym, ale starsze procesy były nieco bardziej wybaczające. To jest wykres, który zawiera większość istotnych informacji:
Źródło: APEC, IRF
W przypadku wysokiego napięcia między bramkami a wzrostem temperatury nastąpi wzrost rezystancji i spadek prądu drenu. W przypadku przełączania aplikacji jest to po prostu idealne: tranzystory MOSFET są dobrze nasycane wysokim V GS . Pomyśl o równoległych MOSFETACH i pamiętaj, że pojedynczy MOSFET ma wiele małych, równoległych MOSFETów na swoim układzie. Gdy jeden z tych tranzystorów MOSFET rozgrzeje się, będzie miał zwiększoną rezystancję, a jego sąsiedzi „pobiorą” więcej prądu, co prowadzi do dobrego ogólnego rozkładu bez punktów zapalnych. Niesamowite.
W przypadku V GS niższej niż wartość, w której przecinają się dwie linie, zwanej zwrotnicą o zerowej temperaturze (por . Przypis 1155 IRF ), jednak podwyższona temperatura doprowadzi do obniżenia R DS, włączenia i zwiększenia prądu drenu. W tym miejscu ucieknie od ciebie ucieczka termiczna, wbrew powszechnemu przekonaniu, że jest to zjawisko wyłącznie BJT. Pojawią się gorące punkty, a MOSFET może samozagładnie w spektakularny sposób, zabierając ze sobą piękne obwody w jego sąsiedztwie.
Plotka głosi, że starsze, boczne urządzenia MOSFET miały lepiej dopasowane charakterystyki przenoszenia na wewnętrznych, równoległych MOSFET-ach na chipie w porównaniu do nowszych urządzeń wykopów zoptymalizowanych pod kątem wyżej wymienionych cech ważnych dla przełączania aplikacji. Jest to dodatkowo wspierane przez dokument, z którym już się połączyłem , pokazując, jak nowsze urządzenia mają nawet rosnące V GS dla punktu zerowej temperatury podziału.
Krótko mówiąc: istnieją tranzystory MOSFET, które lepiej nadają się do zastosowań liniowych lub przełączania. Ponieważ aplikacje liniowe stały się czymś w rodzaju niszowej aplikacji, np. Do kontrolowanych napięciem odbiorników prądu , konieczna jest dodatkowa ostrożność w stosunku do wykresu dla obszaru bezpiecznego działania z przesunięciem do przodu ( FB-SOA ). Jeśli nie zawiera linii do pracy DC, jest to ważna wskazówka, że urządzenie prawdopodobnie nie będzie dobrze działać w aplikacjach liniowych.
Oto jeszcze jeden link do artykułu IRF z dobrym podsumowaniem większości rzeczy, o których tu wspomniałem.