كسر ورقة بيانات MOSFET (5) – تبديل المعلمات

“لقد وصلنا إلى نهاية سلسلة المدونات “فهم ورقة بيانات MOSFET” التي تحاول فك رموز أوراق بيانات MOSFET. في هذه المدونة ، سنأخذ الوقت الكافي لإلقاء نظرة على بعض معلمات التحويل الهجين الأخرى التي تظهر في أوراق بيانات MOSFET وفحص مدى ملاءمتها (أو القليل منها) لأداء الجهاز الكلي.

“

لقد وصلنا إلى نهاية سلسلة المدونات “فهم ورقة بيانات MOSFET” التي تحاول فك رموز أوراق بيانات MOSFET. في هذه المدونة ، سنأخذ الوقت الكافي لإلقاء نظرة على بعض معلمات التحويل الهجين الأخرى التي تظهر في أوراق بيانات MOSFET وفحص مدى ملاءمتها (أو القليل منها) لأداء الجهاز الكلي.

من ناحية أخرى ، تعد معلمات التبديل مثل رسوم الإخراج (QOSS) وشحنة الاسترداد العكسي (Qrr) الخاصة بصمام الجسم المتأصل في FET هي المساهمين الرئيسيين في معظم خسائر تبديل FET في العديد من تطبيقات إمداد الطاقة عالية التردد. أنا آسف ، قد يبدو هذا بعيدًا عن الموضوع بعض الشيء ، ولكن يجب على المصممين توخي الحذر عند مقارنة قيم FET المختلفة بناءً على هذه المعلمات ، لأن ظروف الاختبار هي كل شيء ، كما هو الحال غالبًا!

يوضح الشكل 1 شحنة الإخراج وشحنة الاسترداد العكسي المقاسة بمعدلين مختلفين من di / dt لـ TI CSD18531Q5A 60V MOSFET ، والتي تمثل وجهين لعملة واحدة. على اليسار ، Qrr يقيس 85 درجة مئوية عند 360 أمبير / ثانية ، وعلى اليمين ، 146 درجة مئوية عند 2000 أمبير / ثانية. على الرغم من عدم وجود معيار صناعي خاص بـ di / dt لقياس الأجزاء ، فقد وجدنا أن منافسينا يقيسون معدلات di / dt حتى 100 ألف / لنا من أجل الحصول على معدل قطبي Qrr.

الشكل 1: قيم Qrr و QOSS المقاسة على CSD18531Q5A عند 360A / µs (يسار) و 2000A / s (يمين).

يمكن أن يكون لـ Qrr اعتمادًا أقوى على التيار الأمامي للديود (If) لأداء الاختبار. ولزيادة تعقيد الأمور ، فإن بعض الشركات المصنعة لا تُدرج QOSS كمعامل منفصل ، ولكنها تستوعب هذه المعلمة فقط في مواصفات Qrr. بالإضافة إلى شروط الاختبار المدرجة في ورقة البيانات ، هناك اعتبارات أخرى مثل الحث الطفيلي للوحة وطرق القياس الذاتية تجعل من المستحيل مقارنة هذه المعلمات من أوراق بيانات الشركات المصنعة الفردية. هذا لا يعني أن هذه المعلمات ليست مهمة للتصميم ، ولكن لتوضيح أن الحل الصالح الوحيد للحصول على بيانات مقارنة موثوقة هو الحصول على هذه البيانات بشكل مستقل باستخدام الأساليب واللوحات المعتادة.

المعلمة الأخيرة التي سأذكرها في هذه السلسلة هي وقت التبديل. عادةً ما يتم تحديد هذه المعلمات الأربعة بواسطة أشكال الموجة في الشكل 2 أدناه وتظهر في ورقة بيانات كل جهة تصنيع. إنها تعتمد على اللوحة والاختبار لدرجة أن أحد المخضرمين في صناعة FET (والموجه الشخصي) غالبًا ما يستشهد بهذه المعلمات على أنها “أكثر المعلمات عديمة الفائدة في ورقة بيانات FET.” كان المقصود أصلاً الإشارة إلى سرعة التبديل ، في الواقع ، نظرًا لأن هذه المعلمات هي قيم مميزة لـ FET ، فهي تعكس فقط قوة السائق وتيار التسرب في أحسن الأحوال. تتضمن TI هذه المعلمات عند اختبار الأجهزة بالتيار المقنن الخاص بها ، بينما يقوم المصنعون الآخرون باختبارها فقط عند معرف 1A لجعل أجهزتهم تبدو وكأنها تتمتع بسرعات تحويل أسرع. أكثر دلالة على سرعة التحويل الفعلية للجهاز هي معلمة شحن بوابة الجهاز ومقاومة البوابة الداخلية ، Rg ، والتي لا تكاد تتأثر بهذه “الألعاب” المتخصصة.

الشكل 2: أشكال الموجة التي تحدد وقت التبديل لورقة بيانات MOSFET.