Tranzystory polowe z efektem tlenku metalu i półprzewodnikiem (MOSFET) zrewolucjonizowały przemysł elektroniczny, stając się wszechobecnymi komponentami w szerokiej gamie obwodów. Chociaż ich podstawową funkcją jest kontrolowanie i wzmacnianie sygnałów elektrycznych, tranzystory MOSFET zawierają również często pomijany, ale kluczowy element: wewnętrzną diodę korpusu. W tym poście na blogu zagłębiamy się w zawiłości diod MOSFET w korpusie, badając strategie minimalizowania ich strat i zwiększania ogólnej wydajności obwodu.
Zrozumienie strat diod ciała MOSFET
Dioda korpusu, nieodłączne pasożytnicze złącze w strukturze MOSFET, wykazuje jednokierunkowy przepływ prądu, umożliwiając przepływ prądu od drenu do źródła, ale nie odwrotnie. Chociaż dioda służy cennym celom, może powodować straty mocy, które zmniejszają wydajność obwodu.
Straty przewodzenia: Podczas stanu włączenia tranzystora MOSFET dioda korpusu przewodzi prąd w odwrotnym kierunku, wytwarzając ciepło i rozpraszając moc.
Straty przełączania: Podczas przejść przełączania MOSFET dioda korpusu przewodzi prąd w okresie odzyskiwania wstecznego, co prowadzi do strat przełączania.
Strategie minimalizacji strat diod w korpusie MOSFET
Wybór odpowiednich tranzystorów MOSFET: Wybierz tranzystory MOSFET z niskim napięciem przewodzenia diody korpusu i czasem powrotu do tyłu, aby zminimalizować odpowiednio straty przewodzenia i przełączania.
Optymalizacja sygnałów sterujących: Stosuj odpowiednie sygnały sterujące bramką, aby zminimalizować czas przewodzenia diody korpusu podczas przełączania, zmniejszając straty przełączania.
Wykorzystanie obwodów tłumiących: Zastosuj obwody tłumiące, składające się z rezystorów i kondensatorów, w celu rozproszenia energii zgromadzonej w pasożytniczych indukcyjnościach i zmniejszenia skoków napięcia, łagodząc straty przełączania.
Równoległe diody korpusu: rozważ równoległe podłączenie diod zewnętrznych do diody korpusu, aby dzielić prąd i zmniejszyć rozpraszanie mocy, szczególnie w zastosowaniach wysokoprądowych.
Alternatywny projekt obwodu: W niektórych przypadkach można rozważyć alternatywne topologie obwodów, które eliminują potrzebę ścieżki przewodzenia diody korpusowej, aby jeszcze bardziej zminimalizować straty.
Korzyści z minimalizacji strat diod w korpusie MOSFET
Większa wydajność: Zmniejszenie strat diody w korpusie prowadzi do zwiększenia ogólnej wydajności obwodu, co przekłada się na niższe zużycie energii i oszczędność energii.
Zmniejszone wytwarzanie ciepła: Minimalizacja strat zmniejsza wytwarzanie ciepła w MOSFET i otaczających komponentach, poprawiając wydajność cieplną i wydłużając żywotność komponentów.
Większa niezawodność: Niższe temperatury pracy i mniejsze naprężenia komponentów przyczyniają się do zwiększenia niezawodności i trwałości obwodu.
Wniosek
Diody MOSFET, choć często pomijane, mogą znacząco wpływać na wydajność i wydajność obwodu. Zrozumienie źródeł strat diod ciała i wdrożenie skutecznych strategii łagodzenia ma kluczowe znaczenie dla projektowania wysokowydajnych i niezawodnych systemów elektronicznych. Stosując te techniki, inżynierowie mogą zoptymalizować wydajność obwodów, zminimalizować zużycie energii i wydłużyć żywotność swoich projektów elektronicznych.
Czas publikacji: 7 czerwca 2024 r