Catu daya MOSFET dan 3 V

Saya ingin mengontrol NOSFET saluran-N dari sumber daya 3 V.

Masalahnya adalah, saya mengalami kesulitan memahami bagaimana mengetahui nilai minimum _gs V harus diterapkan untuk MOSFET menjadi jenuh. Misalnya, bagaimana dengan MOSFET CSD19501KCS (80 V N-Channel NexFET)?

Indikasi pertama tentang seberapa rendah Vgs yang dapat Anda terapkan adalah Vgs-th (gate-source threshold voltage)

Dalam hal ini Vgs-th adalah 3.2V (nilai maksimum) jadi apa pun di bawah ini yang tidak boleh digunakan. Perhatikan juga bahwa Vgs-th dispesifikasikan untuk V _GS = V _DS dan I _D = 250uA, jadi ketika Anda menerapkan Vgs = 3.2V, Anda akan mendapatkan penurunan tegangan yang sama pada sumber-saluran dengan sumber arus hanya 250uA, di Dengan kata lain Anda tidak dapat benar-benar menggunakan MOSFET dengan Vgs rendah.

Untuk menemukan Vgs yang tepat, Anda harus memeriksa grafik Vgs vs Rds-on dan menemukan nilai yang sesuai dari bias sumber gerbang yang memiliki resistansi sumber saluran yang cukup rendah untuk aplikasi Anda.

Perangkat spesifik Anda memiliki grafik ini

jadi yang terendah Anda bisa berdasarkan itu adalah Vgs = 4.5V selama sekitar 18 $m\Omega$ resistensi (nilai estimasi).

Ada grafik lain di mana Anda bisa mendapatkan info.

Grafik untuk V _DS = 5V jadi untuk Vgs = 3,9V RDS-on akan menjadi 5V / 20A = 0,25 Ohm, jika tingkat resistensi sesuai dengan aplikasi Anda, maka Anda dapat menggunakan Vgs yang rendah tetapi untuk mendapatkan yang terbaik dari yang perangkat tertentu Anda harus lebih tinggi.

Spesifikasi untuk FET itu tidak cukup untuk penggunaan dengan tegangan gerbang 3 volt. Jika Anda menemukan perangkat lain, cari grafik arus sumber drain versus tegangan sumber drain. Akan ada beberapa kurva pada grafik dan masing-masing akan berada pada tegangan gerbang tertentu.

FET yang Anda sorot memiliki grafik ini tetapi voltase gerbang terendah adalah 6 volt dan ini memberitahu saya bahwa tidak mungkin cocok untuk pengiriman daya yang berarti dengan drive 3 volt ke gerbang. Gambar di bawah ini untuk FET lain tetapi grafik ini akan serupa di semua lembar data pabrikan: -

Perhatikan garis merah yang saya tambahkan (untuk jawaban lain beberapa minggu yang lalu). Pada tegangan gerbang 3,3V, Anda dapat mengharapkan volt-drop melintasi FET menjadi 0,15 V saat 1 A mengalir. Pada 2 A Anda akan mengharapkan penurunan volt sekitar 0,3 V. Anda perlu memutuskan berapa beban drain Anda sehingga Anda dapat memilih titik pada kurva yang relevan.

Sebagai angka tunggal yang cepat dicari, cobalah mencari fets yang memiliki tegangan ambang tegangan gerbang kurang dari 2 volt dan lebih disukai kurang dari 1,5 volt. Parameter disebut

$V_{GS(threshold)}$

Anda mendapatkan jawaban yang sangat baik tentang perilaku khas pasangan. Berikut adalah beberapa poin (mungkin tl; dr - tetapi Anda dapat melompat ke garis bawah).

Jika Anda tertarik untuk merancang sesuatu yang dijamin berfungsi, Anda juga harus mencari nomor yang dijamin. Sebagai sakelar, minat Anda kemungkinan besar adalah seberapa besar voltase yang diperlukan untuk menyalakannya (untuk definisi 'nyala') dan seberapa rendah voltase yang diperlukan sebelum dijamin mati. Jaminan tersebut biasanya ditentukan dalam dua cara berbeda. Itu$V_{GS(th)}$ lebih merupakan jaminan di mana ia (sebagian besar) 'mati', ditentukan pada 250uA dalam kasus MOSFET Anda, tetapi di mana $V_{GS(th)MAX}$diberikan (mesin pencari Digikey) itu adalah proxy yang dapat digunakan. Tegangan di mana$R_{DS(on)}$dispesifikasikan memberi tahu Anda pada tegangan apa pabrikan mengujinya pada kondisi 'on' (mungkin ada lebih dari satu titik yang ditentukan). Dalam kasus CSD19501KCS, ditentukan pada 6V dan 10V.

Grafik hanya merupakan pedoman, sedangkan batas atas $V_{GS(th)}$ dan $R_{DS(on)}$ (bukan angka-angka tipikal) adalah jaminan (pada suhu tertentu).

Anda dapat menggunakan grafik untuk menginterpolasi dan memperkirakan batas apa yang mungkin terjadi pada kondisi lain, tetapi secara umum Anda tidak harus bergantung pada angka tipikal atau grafik tipikal (sendirian).

Saat Anda menggunakan mesin pencari parametrik, satu sakelar yang dapat membantu mendeteksi MOSFET yang cocok untuk drive bertegangan rendah adalah "Tingkat Logika". $V_{GS(th)}$ tentu dapat membantu mengarahkan Anda ke lembar data untuk menjelajahi untuk memeriksa tegangan (s) itu $R_{DS(on)}$ditentukan pada. Pencarian untuk MOSFET dinilai sangat rendah$BV_{DS}$ biasanya akan menghasilkan bagian yang dinilai pada tegangan gerbang rendah.

Sayangnya, kebalikan dari poin terakhir ini juga benar, jarang menemukan$BV_{DS}$MOSFET dengan gerbang "level logika". Dalam kasus seperti itu Anda mungkin harus menghasilkan tegangan gerbang yang lebih tinggi (10V sangat umum untuk MOSFET tegangan tinggi). Itu$R_{DS(on)}$ MOSFET tegangan tinggi juga lebih buruk untuk tinggi $BV_{DS}$ (Ukuran die menjadi serupa), sehingga dapat ada biaya nyata untuk menetapkan spesifikasi $BV_{DS}$ jauh lebih tinggi dari yang diperlukan (tidak seperti BJTs di mana tidak ada efek yang kuat).

Saya melihat sekilas dan tidak melihat apa pun 80V atau dinilai lebih baik MOSFET dengan 75A atau Id yang lebih baik yang andal cocok untuk 3V drive. NXP memiliki sejumlah model otomotif dengan drive 5V, tetapi meskipun demikian mereka tidak tersedia secara luas dari berbagai sumber, dan mereka ditujukan untuk pasar otomotif 42V, yang tampaknya sedikit rapuh (pasar bisa berubah-ubah).

Intinya: Jika Anda tidak dapat bersantai Id dan $BV_{DS}$ peringkat, saya sarankan meningkatkan tegangan gerbang ke 10V.