MOSFET Package Switching Tube Selection and Circuit Diagrams

ပထမအဆင့်သည် ရွေးချယ်မှုတစ်ခုပြုလုပ်ရန်ဖြစ်သည်။MOSFETsN-channel နှင့် P-channel ဟူ၍ အမျိုးအစား နှစ်မျိုးဖြင့် ထွက်လာပါသည်။ ဓာတ်အားစနစ်များတွင် MOSFET များကို လျှပ်စစ်ခလုတ်များဟု ယူဆနိုင်သည်။ N-channel MOSFET ၏ ဂိတ်ပေါက်နှင့် အရင်းအမြစ်ကြားတွင် အပြုသဘောဗို့အား ပေါင်းထည့်သောအခါ၊ ၎င်း၏ခလုတ်သည် လည်ပတ်သည်။ ကူးယူစဉ်အတွင်း၊ လျှပ်စီးကြောင်းသည် မြောင်းမှ အရင်းအမြစ်သို့ ကူးပြောင်းမှုမှတဆင့် စီးဆင်းနိုင်သည်။ on-resistance RDS(ON) ဟုခေါ်သော မြောင်းနှင့် အရင်းအမြစ်ကြားတွင် အတွင်းခံခုခံမှုတစ်ခုရှိသည်။ MOSFET ၏ဂိတ်ပေါက်သည် မြင့်မားသော impedance terminal ဖြစ်သည်၊ ထို့ကြောင့် gate တွင် ဗို့အားအမြဲထည့်ထားသည်။ ၎င်းသည် နောက်ပိုင်းတွင်တင်ပြထားသော circuit diagram တွင် gate နှင့်ချိတ်ဆက်ထားသော ground resistance ဖြစ်သည် ။ တံခါးသည် တွဲလောင်းကျနေပါက၊ စက်ပစ္စည်းသည် ပုံစံထုတ်ထားသည့်အတိုင်း လည်ပတ်မည်မဟုတ်သည့်အပြင် အခန့်မသင့်သည့်အခိုက်အတန့်တွင် အဖွင့်အပိတ်ပြုလုပ်နိုင်ပြီး စနစ်အတွင်း ပါဝါဆုံးရှုံးနိုင်ခြေရှိသည်။ ရင်းမြစ်နှင့် ဂိတ်ကြားရှိ ဗို့အားသည် သုညဖြစ်သောအခါ၊ ခလုတ်ကို ပိတ်လိုက်ပြီး စက်မှတဆင့် စီးဆင်းနေသော လက်ရှိ ရပ်တန့်သွားပါသည်။ ဤအချိန်တွင် စက်ပစ္စည်းကို ပိတ်ထားသော်လည်း၊ ယိုစိမ့်သောလျှပ်စီးကြောင်း သို့မဟုတ် IDSS ဟုခေါ်သော ပစ္စုပ္ပန်အသေးစားတစ်ခု ရှိနေသေးသည်။

 

 

အဆင့် 1- N-channel သို့မဟုတ် P-channel ကိုရွေးချယ်ပါ။

ဒီဇိုင်းတစ်ခုအတွက် မှန်ကန်သောစက်ပစ္စည်းကို ရွေးချယ်ရာတွင် ပထမအဆင့်မှာ N-channel သို့မဟုတ် P-channel MOSFET ကို အသုံးပြုရန် ဆုံးဖြတ်ရန်ဖြစ်သည်။ သာမာန်ပါဝါအက်ပလီကေးရှင်းတစ်ခုတွင် MOSFET ကို grounded ထားပြီး load သည် trunk voltage သို့ချိတ်ဆက်သောအခါ၊ MOSFET သည် low voltage side switch ကိုဖွဲ့စည်းသည်။ low voltage side switch တွင် N-channel တစ်ခုMOSFETစက်ကို ပိတ်ရန် သို့မဟုတ် ဖွင့်ရန် လိုအပ်သည့် ဗို့အားကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းကြောင့် အသုံးပြုသင့်သည်။ MOSFET ကို ဘတ်စ်ကားနှင့် ချိတ်ဆက်ထားပြီး ဝန်အား မြေသားထားသည့်အခါ၊ ဗို့အားမြင့် ဘေးဘက်ခလုတ်ကို အသုံးပြုရမည်ဖြစ်သည်။ P-channel MOSFET ကို အများအားဖြင့် ဤ topology တွင်၊ နောက်တစ်ကြိမ် ဗို့အားဒရိုက်ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားရန်အတွက် အသုံးပြုပါသည်။

အဆင့် 2- လက်ရှိအဆင့်သတ်မှတ်ချက်ကို ဆုံးဖြတ်ပါ။

ဒုတိယအဆင့်မှာ MOSFET ၏ လက်ရှိအဆင့်သတ်မှတ်ချက်ကို ရွေးချယ်ရန်ဖြစ်သည်။ ဆားကစ်ဖွဲ့စည်းပုံအပေါ် မူတည်၍ ဤလက်ရှိအဆင့်သတ်မှတ်ချက်သည် အခြေအနေအားလုံးတွင် ဝန်ခံနိုင်ရည်ရှိသော အမြင့်ဆုံးလျှပ်စီးဖြစ်သင့်သည်။ ဗို့အားကိစ္စကဲ့သို့ပင်၊ စနစ်သည် spike current ကိုထုတ်ပေးနေချိန်၌ပင် ရွေးချယ်ထားသော MOSFET သည် ဤလက်ရှိအဆင့်သတ်မှတ်ချက်ကို ခံနိုင်ရည်ရှိကြောင်း သေချာစေရမည်။ လက်ရှိယူဆထားသည့် အမှုနှစ်ခုမှာ ဆက်တိုက်မုဒ်နှင့် သွေးခုန်နှုန်းများ မြင့်တက်နေသည်။ ဤကန့်သတ်ချက်များသည် ကိုးကားချက်အဖြစ် FDN304P tube DATASHEET အပေါ်အခြေခံပြီး ဘောင်များကို ပုံတွင်ပြထားသည်-

 

 

 

စဉ်ဆက်မပြတ် လျှပ်ကူးမုဒ်တွင်၊ စက်မှတဆင့် ဆက်တိုက်စီးဆင်းနေသည့် MOSFET သည် တည်ငြိမ်နေပါသည်။ ကိရိယာမှတဆင့် လှိုင်းစီးခြင်း (သို့မဟုတ် spike current) အများအပြား စီးဆင်းလာသောအခါတွင် Pulse spikes များဖြစ်သည်။ ဤအခြေအနေများအောက်တွင် အမြင့်ဆုံး လျှပ်စီးကြောင်းကို ဆုံးဖြတ်ပြီးသည်နှင့်၊ ၎င်းသည် ဤအမြင့်ဆုံး လျှပ်စီးကြောင်းကို ခံနိုင်ရည်ရှိသော စက်ပစ္စည်းကို တိုက်ရိုက်ရွေးချယ်သည့် ကိစ္စဖြစ်သည်။

အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော လက်ရှိကိုရွေးချယ်ပြီးနောက်၊ conduction ဆုံးရှုံးမှုကိုလည်း တွက်ချက်ရပါမည်။ လက်တွေ့တွင်၊MOSFETစံပြကိရိယာမဟုတ်ပါ၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် conductive process တွင် conduction loss ဟုခေါ်သော power loss ရှိလိမ့်မည်။ MOSFET တွင် စက်ပစ္စည်း၏ RDS (ON) ဖြင့် ဆုံးဖြတ်ထားသော မပြောင်းလဲနိုင်သော ခုခံမှုကဲ့သို့ "on" နှင့် အပူချိန်နှင့် သိသာထင်ရှားသောပြောင်းလဲမှုများနှင့်အတူ။ စက်ပစ္စည်း၏ ပါဝါ dissipation ကို Iload2 x RDS(ON) မှ တွက်ချက်နိုင်ပြီး on-resistance သည် အပူချိန်နှင့် ကွဲပြားသောကြောင့် ပါဝါ dissipation သည် အချိုးကျ ကွဲပြားပါသည်။ MOSFET တွင် သက်ရောက်သည့် ဗို့အား VGS ပိုများလေ၊ RDS(ON) သေးငယ်လေ ဖြစ်လိမ့်မည်။ အပြန်အလှန်အားဖြင့် RDS(ON) သည် ပိုမိုမြင့်မားလာမည်ဖြစ်သည်။ စနစ်ဒီဇိုင်နာအတွက်၊ ဤသည်မှာ စနစ်ဗို့အားပေါ်မူတည်၍ အရောင်းအ၀ယ်ပြုလုပ်သည့်နေရာဖြစ်သည်။ သယ်ဆောင်ရလွယ်ကူသော ဒီဇိုင်းများအတွက်၊ အောက်ဗို့အားများကို အသုံးပြုရန် ပိုမိုလွယ်ကူသည် (နှင့် ပို၍အသုံးများသည်)၊ စက်မှုဒီဇိုင်းများအတွက်မူ ပိုမိုဗို့အားကို အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ RDS(ON) ခုခံမှုသည် လက်ရှိနှင့်အတူ အနည်းငယ်တက်လာကြောင်း သတိပြုပါ။ RDS(ON) resistor ၏ အမျိုးမျိုးသော လျှပ်စစ်ဆိုင်ရာ ဘောင်များတွင် ကွဲပြားမှုများကို ထုတ်လုပ်သူမှ ပံ့ပိုးပေးသော နည်းပညာဆိုင်ရာ အချက်အလက်စာရွက်တွင် တွေ့ရှိနိုင်ပါသည်။

 

 

 

အဆင့် 3- အပူပိုင်းလိုအပ်ချက်များကို ဆုံးဖြတ်ပါ။

MOSFET ကိုရွေးချယ်ရာတွင် နောက်တစ်ဆင့်မှာ စနစ်၏ အပူပိုင်းလိုအပ်ချက်များကို တွက်ချက်ရန်ဖြစ်သည်။ ဒီဇိုင်နာသည် မတူညီသော အခြေအနေနှစ်ခု၊ အဆိုးဆုံးကိစ္စနှင့် ဖြစ်ရပ်မှန်ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားရပါမည်။ အဆိုးဆုံးအခြေအနေအတွက် တွက်ချက်မှုအား ဤရလဒ်သည် ဘေးကင်းရေး၏ ကြီးမားသောအနားသတ်ကို ပေးဆောင်ပြီး စနစ်ကျရှုံးမည်မဟုတ်ကြောင်း သေချာစေသည်။ MOSFET ဒေတာစာရွက်ပေါ်တွင် သတိထားရမည့် အတိုင်းအတာအချို့လည်း ရှိပါသည်။ ထုပ်ပိုးထားသော စက်၏ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးတာ လမ်းဆုံကြား အပူဒဏ်ခံနိုင်ရည်နှင့် အမြင့်ဆုံး လမ်းဆုံအပူချိန် ကဲ့သို့သော။

 

စက်ပစ္စည်း၏ လမ်းဆုံအပူချိန်သည် အမြင့်ဆုံးပတ်ဝန်းကျင် အပူချိန် နှင့် ညီမျှပြီး အပူခံနိုင်ရည်နှင့် ပါဝါကျုံ့ခြင်း (လမ်းဆုံအပူချိန် = အမြင့်ဆုံးပတ်ဝန်းကျင် အပူချိန် + [အပူခံနိုင်ရည် × ပါဝါ dissipation])။ ဤညီမျှခြင်းမှ I2 x RDS(ON) နှင့် တူညီသော အဓိပ္ပါယ်ဖွင့်ဆိုချက်ဖြင့် စနစ်၏ အမြင့်ဆုံးပါဝါ dissipation ကို ဖြေရှင်းနိုင်ပါသည်။ ဝန်ထမ်းများသည် စက်မှတဆင့်ဖြတ်သန်းမည့် အမြင့်ဆုံးလျှပ်စီးကြောင်းကို ဆုံးဖြတ်ထားသောကြောင့် RDS(ON) ကို မတူညီသောအပူချိန်အတွက် တွက်ချက်နိုင်ပါသည်။ ရိုးရှင်းသောအပူမော်ဒယ်များနှင့်ဆက်ဆံရာတွင်၊ ဒီဇိုင်နာသည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာလမ်းဆုံ/စက်ပစ္စည်းကိစ္စနှင့် case/environment ၏ အပူစွမ်းရည်ကိုလည်း ထည့်သွင်းစဉ်းစားရမည်ဖြစ်ကြောင်း သတိပြုရန်အရေးကြီးပါသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ၊ ပုံနှိပ်ထားသော ဆားကစ်ဘုတ်နှင့် အထုပ်ကို ချက်ချင်းမပူစေရန် လိုအပ်သည်။

အများအားဖြင့် PMOSFET တွင် parasitic diode ပါရှိမည်ဖြစ်ပြီး၊ diode ၏ function သည် source-drain reverse connection ကိုကာကွယ်ရန်ဖြစ်သည်၊ PMOS အတွက်၊ NMOS ၏အားသာချက်မှာ turn-on voltage သည် 0 ဖြစ်နိုင်သည်၊ နှင့် voltage ကွာခြားချက်ဖြစ်သည်။ DS ဗို့အားသည် များများစားစားမရှိသော်လည်း အခြေအနေတွင်ရှိသော NMOS သည် VGS သည် အတိုင်းအတာထက် ပိုနေရန် လိုအပ်သော်လည်း ထိန်းချုပ်မှုဗို့အားသည် လိုအပ်သောဗို့အားထက် မလွှဲမရှောင်သာ ကြီးနေမည်ဖြစ်ပြီး၊ မလိုအပ်သော ပြဿနာများရှိလာမည်ဖြစ်သည်။ PMOS ကို အောက်ပါအပလီကေးရှင်းနှစ်ခုအတွက် ထိန်းချုပ်ခလုတ်အဖြစ် ရွေးချယ်သည်-

 

စက်ပစ္စည်း၏ လမ်းဆုံအပူချိန်သည် အမြင့်ဆုံးပတ်ဝန်းကျင် အပူချိန် နှင့် ညီမျှပြီး အပူခံနိုင်ရည်နှင့် ပါဝါကျုံ့ခြင်း (လမ်းဆုံအပူချိန် = အမြင့်ဆုံးပတ်ဝန်းကျင် အပူချိန် + [အပူခံနိုင်ရည် × ပါဝါ dissipation])။ ဤညီမျှခြင်းမှ I2 x RDS(ON) နှင့် တူညီသော အဓိပ္ပါယ်ဖွင့်ဆိုချက်ဖြင့် စနစ်၏ အမြင့်ဆုံးပါဝါ dissipation ကို ဖြေရှင်းနိုင်ပါသည်။ ဒီဇိုင်နာသည် စက်ပစ္စည်းမှတဆင့် ဖြတ်သန်းမည့် အမြင့်ဆုံးလျှပ်စီးကြောင်းကို ဆုံးဖြတ်ထားသောကြောင့်၊ RDS(ON) ကို မတူညီသောအပူချိန်အတွက် တွက်ချက်နိုင်ပါသည်။ ရိုးရှင်းသောအပူမော်ဒယ်များနှင့်ဆက်ဆံရာတွင်၊ ဒီဇိုင်နာသည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာလမ်းဆုံ/စက်ပစ္စည်းကိစ္စနှင့် case/environment ၏ အပူစွမ်းရည်ကိုလည်း ထည့်သွင်းစဉ်းစားရမည်ဖြစ်ကြောင်း သတိပြုရန်အရေးကြီးပါသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ၊ ပုံနှိပ်ထားသော ဆားကစ်ဘုတ်နှင့် အထုပ်ကို ချက်ချင်းမပူစေရန် လိုအပ်သည်။

အများအားဖြင့် PMOSFET တွင် parasitic diode ပါရှိမည်ဖြစ်ပြီး၊ diode ၏ function သည် source-drain reverse connection ကိုကာကွယ်ရန်ဖြစ်သည်၊ PMOS အတွက်၊ NMOS ၏အားသာချက်မှာ turn-on voltage သည် 0 ဖြစ်နိုင်သည်၊ နှင့် voltage ကွာခြားချက်ဖြစ်သည်။ DS ဗို့အားသည် များများစားစားမရှိသော်လည်း အခြေအနေတွင်ရှိသော NMOS သည် VGS သည် အတိုင်းအတာထက် ပိုနေရန် လိုအပ်သော်လည်း ထိန်းချုပ်မှုဗို့အားသည် လိုအပ်သောဗို့အားထက် မလွှဲမရှောင်သာ ကြီးနေမည်ဖြစ်ပြီး၊ မလိုအပ်သော ပြဿနာများရှိလာမည်ဖြစ်သည်။ PMOS ကို အောက်ပါအပလီကေးရှင်းနှစ်ခုအတွက် ထိန်းချုပ်ခလုတ်အဖြစ် ရွေးချယ်သည်-

ဤဆားကစ်ကိုကြည့်ပါ၊ ထိန်းချုပ်မှုအချက်ပြ PGC သည် V4.2 မှ P_GPRS သို့ ပါဝါထောက်ပံ့ခြင်း ရှိ၊ မရှိ ထိန်းချုပ်သည်။ ဤဆားကစ်၊ အရင်းအမြစ်နှင့် မြောင်းဂိတ်များသည် ပြောင်းပြန်သို့ ချိတ်ဆက်ထားခြင်း မရှိပါ၊ R110 နှင့် R113 တို့သည် R110 ထိန်းချုပ်မှု ဂိတ်ပေါက် လျှပ်စီးကြောင်း သိပ်မကြီးသောကြောင့် R113 သည် ပုံမှန် ဂိတ်ပေါက်ကို ထိန်းချုပ်သည်၊ R113 ၏ အမြင့်အထိ၊ PMOS အတိုင်း၊ MCU အတွင်းပိုင်း pins များနှင့် pull-up သည် control signal ပေါ်တွင် ဆွဲငင်သည့်အရာအဖြစ် ရှုမြင်နိုင်ပြီး၊ ဆိုလိုသည်မှာ အဖွင့်-drain ၏ output သည် open-drain ဖြစ်ပြီး PMOS ကို မမောင်းနှင်နိုင်သည့်အခါ၊ off၊ ဤအချိန်တွင်၊ ပြင်ပဗို့အားဆွဲထုတ်ရန်လိုအပ်သည်၊ ထို့ကြောင့် resistor R113 သည်အခန်းကဏ္ဍနှစ်ခုရှိသည်။ ဆွဲအားထုတ်ပေးရန် ပြင်ပဗို့အား လိုအပ်မည်ဖြစ်ပြီး၊ ထို့ကြောင့် resistor R113 တွင် အခန်းကဏ္ဍနှစ်ခုရှိသည်။ r110 သည် သေးငယ်နိုင်ပြီး 100 ohms အထိလည်း ရှိနိုင်သည်။