Metal-oxid-polovodičové tranzistory s efektem pole (MOSFET) způsobily revoluci v elektronickém průmyslu a staly se všudypřítomnými součástkami v široké škále obvodů. Zatímco jejich primární funkcí je ovládání a zesilování elektrických signálů, MOSFETy také obsahují často přehlížený, ale zásadní prvek: vnitřní diodu v těle. Tento blogový příspěvek se ponoří do složitosti diod těla MOSFET a zkoumá strategie, jak minimalizovat jejich ztráty a zvýšit celkovou účinnost obvodu.
Porozumění ztrátám tělesných diod MOSFET
Tělesná dioda, inherentní parazitní spojení v rámci struktury MOSFET, vykazuje jednosměrný tok proudu, který umožňuje průchod proudu z kolektoru do zdroje, ale ne naopak. Zatímco dioda v těle slouží cenným účelům, může způsobit ztráty energie, které snižují účinnost obvodu.
Ztráty vedením: Během zapnutého stavu MOSFET vede dioda těla proud v opačném směru, generuje teplo a rozptyluje energii.
Spínací ztráty: Během spínacích přechodů MOSFET vede dioda těla proud během doby zpětného zotavení, což vede ke ztrátám při spínání.
Strategie pro minimalizaci ztrát na těle diody MOSFET
Výběr správných MOSFETů: Zvolte MOSFETy s nízkým dopředným napětím diody a dobou zpětného zotavení, abyste minimalizovali ztráty ve vedení a spínání.
Optimalizace řídicích signálů: Použijte správné řídicí signály hradla, abyste minimalizovali dobu, kterou dioda v těle vede během přepínání, a tím snižují ztráty při přepínání.
Využití odlehčovacích obvodů: Implementujte odlehčovací obvody, sestávající z rezistorů a kondenzátorů, pro rozptýlení energie uložené v parazitních indukčnostech a snížení napěťových špiček, čímž se zmírní spínací ztráty.
Paralelní diody v těle: Zvažte paralelní zapojení externích diod s diodou v těle, abyste sdíleli proud a snížili ztrátový výkon, zejména v aplikacích s vysokým proudem.
Návrh alternativního obvodu: V některých případech lze pro další minimalizaci ztrát zvážit alternativní topologie obvodu, které eliminují potřebu vodivé cesty diody v těle.
Výhody minimalizace ztrát na těle diody MOSFET
Zlepšená účinnost: Snížení ztrát diod v těle vede ke zvýšení celkové účinnosti obvodu, což se promítá do nižší spotřeby energie a úspory energie.
Snížené generování tepla: Minimalizace ztrát snižuje tvorbu tepla uvnitř MOSFET a okolních komponent, zlepšuje tepelný výkon a prodlužuje životnost komponent.
Zvýšená spolehlivost: Nižší provozní teploty a snížené namáhání součástí přispívají ke zvýšené spolehlivosti a dlouhé životnosti obvodů.
Závěr
Tělesné diody MOSFET, i když jsou často přehlíženy, mohou významně ovlivnit účinnost a výkon obvodu. Pochopení zdrojů ztrát diod v těle a implementace účinných strategií zmírňování je zásadní pro navrhování vysoce účinných a spolehlivých elektronických systémů. Přijetím těchto technik mohou inženýři optimalizovat výkon obvodu, minimalizovat spotřebu energie a prodloužit životnost jejich elektronických návrhů.
Čas odeslání: Jun-07-2024