កញ្ចប់ MOSFET ការជ្រើសរើសបំពង់ប្តូរ និងដ្យាក្រាមសៀគ្វី

ជំហានដំបូងគឺត្រូវជ្រើសរើសMOSFETsដែលមានពីរប្រភេទធំៗគឺ N-channel និង P-channel ។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធថាមពល MOSFETs អាចត្រូវបានគេគិតថាជាកុងតាក់អគ្គិសនី។ នៅពេលដែលវ៉ុលវិជ្ជមានត្រូវបានបន្ថែមរវាងច្រកទ្វារនិងប្រភពនៃ N-channel MOSFET កុងតាក់របស់វាដំណើរការ។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការចរន្តអាចហូរតាមរយៈកុងតាក់ពីបំពង់បង្ហូរទៅប្រភព។ មានភាពធន់ទ្រាំខាងក្នុងរវាងបង្ហូរនិងប្រភពដែលហៅថា on-resistance RDS (ON) ។ វាច្បាស់ណាស់ថាច្រកទ្វាររបស់ MOSFET គឺជាស្ថានីយដែលមានបន្ទុកខ្ពស់ ដូច្នេះវ៉ុលតែងតែត្រូវបានបន្ថែមទៅច្រកទ្វារ។ នេះគឺជាភាពធន់ទ្រាំទៅនឹងដីដែលច្រកទ្វារត្រូវបានភ្ជាប់នៅក្នុងដ្យាក្រាមសៀគ្វីដែលបានបង្ហាញនៅពេលក្រោយ។ ប្រសិនបើច្រកទ្វារត្រូវបានទុកចោល នោះឧបករណ៍នឹងមិនដំណើរការដូចដែលបានរចនា ហើយអាចបើក ឬបិទនៅពេលមិនសមរម្យ ដែលបណ្តាលឱ្យបាត់បង់ថាមពលនៅក្នុងប្រព័ន្ធ។ នៅពេលដែលវ៉ុលរវាងប្រភពនិងច្រកគឺសូន្យ កុងតាក់បិទ ហើយចរន្តឈប់ហូរតាមឧបករណ៍។ ទោះបីជាឧបករណ៍នេះត្រូវបានបិទនៅចំណុចនេះក៏ដោយក៏នៅតែមានចរន្តតូចមួយដែលត្រូវបានគេហៅថាចរន្តលេចធ្លាយឬ IDSS ។

ជំហានទី 1៖ ជ្រើសរើស N-channel ឬ P-channel

ជំហានដំបូងក្នុងការជ្រើសរើសឧបករណ៍ត្រឹមត្រូវសម្រាប់ការរចនាគឺត្រូវសម្រេចចិត្តថាតើត្រូវប្រើ N-channel ឬ P-channel MOSFET ។ នៅក្នុងកម្មវិធីថាមពលធម្មតា នៅពេលដែល MOSFET ត្រូវបានដាក់ដី ហើយបន្ទុកត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងតង់ស្យុងដើម ដែល MOSFET បង្កើតជាកុងតាក់ចំហៀងតង់ស្យុងទាប។ នៅក្នុងកុងតាក់ចំហៀងតង់ស្យុងទាប ឆានែល NMOSFETគួរតែត្រូវបានប្រើដោយសារតែការពិចារណានៃវ៉ុលដែលត្រូវការដើម្បីបិទឬបើកឧបករណ៍។ នៅពេលដែល MOSFET ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅឡានក្រុង ហើយបន្ទុកត្រូវបានចាក់ដី កុងតាក់ចំហៀងតង់ស្យុងខ្ពស់នឹងត្រូវប្រើ។ ជាធម្មតា P-channel MOSFET ត្រូវបានប្រើនៅក្នុង topology នេះ ម្តងទៀតសម្រាប់ការពិចារណាលើវ៉ុល។

ជំហានទី 2: កំណត់ការវាយតម្លៃបច្ចុប្បន្ន

ជំហានទីពីរគឺជ្រើសរើសការវាយតម្លៃបច្ចុប្បន្នរបស់ MOSFET ។ អាស្រ័យលើរចនាសម្ព័ន្ធសៀគ្វីការវាយតម្លៃបច្ចុប្បន្ននេះគួរតែជាចរន្តអតិបរមាដែលបន្ទុកអាចទប់ទល់បានគ្រប់កាលៈទេសៈទាំងអស់។ ស្រដៀងគ្នាទៅនឹងករណីនៃវ៉ុល អ្នករចនាត្រូវតែធានាថា MOSFET ដែលបានជ្រើសរើសអាចទប់ទល់នឹងការវាយតម្លៃបច្ចុប្បន្ននេះ ទោះបីជាប្រព័ន្ធកំពុងបង្កើតចរន្តកើនឡើងក៏ដោយ។ ករណីបច្ចុប្បន្នពីរដែលត្រូវបានគេចាត់ទុកគឺរបៀបបន្តនិងការលោតជីពចរ។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនេះគឺផ្អែកលើ DATASHEET បំពង់ FDN304P ជាឯកសារយោង ហើយប៉ារ៉ាម៉ែត្រត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព៖

នៅក្នុងរបៀបបន្ត MOSFET ស្ថិតក្នុងស្ថានភាពស្ថិរភាព នៅពេលដែលចរន្តហូរបន្តតាមរយៈឧបករណ៍។ Pulse spikes គឺនៅពេលដែលមានការកើនឡើងយ៉ាងច្រើន (ឬចរន្តកើនឡើង) ហូរតាមឧបករណ៍។ នៅពេលដែលចរន្តអតិបរិមានៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះត្រូវបានកំណត់ វាគ្រាន់តែជាបញ្ហានៃការជ្រើសរើសដោយផ្ទាល់នូវឧបករណ៍ដែលអាចទប់ទល់នឹងចរន្តអតិបរមានេះ។

បន្ទាប់ពីជ្រើសរើសចរន្តដែលបានវាយតម្លៃ អ្នកក៏ត្រូវគណនាការបាត់បង់ចរន្តផងដែរ។ នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែងMOSFETមិនមែនជាឧបករណ៍ដ៏ល្អនោះទេ ព្រោះនៅក្នុងដំណើរការចរន្តនឹងមានការបាត់បង់ថាមពល ដែលគេហៅថាការបាត់បង់ចរន្ត។ MOSFET នៅក្នុង "បើក" ដូចជាធន់ទ្រាំអថេរកំណត់ដោយ RDS (ON) របស់ឧបករណ៍ និងជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាព និងការផ្លាស់ប្តូរសំខាន់ៗ។ ការសាយភាយថាមពលរបស់ឧបករណ៍អាចគណនាបានពី Iload2 x RDS(ON) ហើយដោយសារការទប់ទល់នឹងសីតុណ្ហភាពប្រែប្រួល នោះការសាយភាយថាមពលប្រែប្រួលតាមសមាមាត្រ។ តង់ស្យុង VGS ខ្ពស់ដែលអនុវត្តទៅ MOSFET នោះ RDS(ON) កាន់តែតូច។ ផ្ទុយទៅវិញ RDS (ON) នឹងខ្ពស់ជាង។ សម្រាប់អ្នករចនាប្រព័ន្ធ នេះគឺជាកន្លែងដែលការដោះដូរបានចូលលេង អាស្រ័យលើវ៉ុលប្រព័ន្ធ។ សម្រាប់ការរចនាចល័ត វាងាយស្រួលជាង (និងទូទៅជាង) ក្នុងការប្រើប្រាស់តង់ស្យុងទាប ខណៈពេលដែលសម្រាប់ការរចនាឧស្សាហកម្ម វ៉ុលខ្ពស់អាចប្រើប្រាស់បាន។ ចំណាំថាភាពធន់ទ្រាំ RDS (ON) កើនឡើងបន្តិចជាមួយនឹងចរន្ត។ ការប្រែប្រួលនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រអគ្គិសនីផ្សេងៗនៃរេស៊ីស្តង់ RDS(ON) អាចរកបាននៅក្នុងសន្លឹកទិន្នន័យបច្ចេកទេសដែលផ្គត់ផ្គង់ដោយក្រុមហ៊ុនផលិត។

ជំហានទី 3: កំណត់តម្រូវការកំដៅ

ជំហានបន្ទាប់ក្នុងការជ្រើសរើស MOSFET គឺដើម្បីគណនាតម្រូវការកំដៅនៃប្រព័ន្ធ។ អ្នករចនាត្រូវតែពិចារណាលើសេណារីយ៉ូពីរផ្សេងគ្នា ករណីអាក្រក់បំផុត និងករណីពិត។ ការគណនាសម្រាប់សេណារីយ៉ូករណីដ៏អាក្រក់បំផុតត្រូវបានណែនាំ ពីព្រោះលទ្ធផលនេះផ្តល់នូវរឹមសុវត្ថិភាពកាន់តែច្រើន និងធានាថាប្រព័ន្ធនឹងមិនបរាជ័យឡើយ។ វាក៏មានការវាស់វែងមួយចំនួនដែលត្រូវដឹងនៅលើសន្លឹកទិន្នន័យ MOSFET; ដូចជាភាពធន់ទ្រាំកម្ដៅរវាងប្រសព្វ semiconductor នៃឧបករណ៍វេចខ្ចប់ និងបរិស្ថាន និងសីតុណ្ហភាពប្រសព្វអតិបរមា។

សីតុណ្ហភាពប្រសព្វនៃឧបករណ៍គឺស្មើនឹងសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញអតិបរមាបូកនឹងផលិតផលនៃភាពធន់នឹងកម្ដៅ និងការសាយភាយថាមពល (សីតុណ្ហភាពប្រសព្វ = សីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញអតិបរមា + [ធន់ទ្រាំនឹងកម្ដៅ × ការសាយភាយថាមពល]) ។ ពីសមីការនេះ ការសាយភាយថាមពលអតិបរមានៃប្រព័ន្ធអាចត្រូវបានដោះស្រាយ ដែលតាមនិយមន័យស្មើនឹង I2 x RDS(ON)។ ដោយសារបុគ្គលិកបានកំណត់ចរន្តអតិបរមាដែលនឹងឆ្លងកាត់ឧបករណ៍ RDS(ON) អាចត្រូវបានគណនាសម្រាប់សីតុណ្ហភាពផ្សេងៗគ្នា។ វាជាការសំខាន់ក្នុងការកត់សម្គាល់ថានៅពេលដោះស្រាយជាមួយនឹងគំរូកម្ដៅសាមញ្ញ អ្នករចនាត្រូវតែពិចារណាផងដែរអំពីសមត្ថភាពកំដៅនៃប្រអប់ប្រសព្វ/ឧបករណ៍ semiconductor និងករណី/បរិស្ថាន។ ពោលគឺ វាត្រូវបានទាមទារថាបន្ទះសៀគ្វីដែលបានបោះពុម្ព និងកញ្ចប់មិនក្តៅឡើងភ្លាមៗ។

ជាធម្មតា PMOSFET នឹងមាន diode ប៉ារ៉ាស៊ីតមានវត្តមាន មុខងាររបស់ diode គឺដើម្បីការពារការតភ្ជាប់បញ្ច្រាសប្រភព-drain សម្រាប់ PMOS អត្ថប្រយោជន៍លើ NMOS គឺថាវ៉ុលបើករបស់វាអាចជា 0 ហើយវ៉ុលខុសគ្នារវាង វ៉ុល DS គឺមិនច្រើនទេ ខណៈពេលដែល NMOS នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌតម្រូវឱ្យ VGS ធំជាងកម្រិតដែលនឹងនាំឱ្យវ៉ុលត្រួតពិនិត្យគឺជៀសមិនរួចលើសពីវ៉ុលដែលត្រូវការ ហើយនឹងមាន បញ្ហាដែលមិនចាំបាច់។ PMOS ត្រូវបានជ្រើសរើសជាកុងតាក់បញ្ជាសម្រាប់កម្មវិធីពីរខាងក្រោម៖

សីតុណ្ហភាពប្រសព្វនៃឧបករណ៍គឺស្មើនឹងសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញអតិបរមាបូកនឹងផលិតផលនៃភាពធន់នឹងកម្ដៅ និងការសាយភាយថាមពល (សីតុណ្ហភាពប្រសព្វ = សីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញអតិបរមា + [ធន់ទ្រាំនឹងកម្ដៅ × ការសាយភាយថាមពល]) ។ ពីសមីការនេះ ការសាយភាយថាមពលអតិបរមានៃប្រព័ន្ធអាចត្រូវបានដោះស្រាយ ដែលតាមនិយមន័យស្មើនឹង I2 x RDS(ON)។ ចាប់តាំងពីអ្នករចនាបានកំណត់ចរន្តអតិបរមាដែលនឹងឆ្លងកាត់ឧបករណ៍ RDS(ON) អាចត្រូវបានគណនាសម្រាប់សីតុណ្ហភាពផ្សេងៗគ្នា។ វាជាការសំខាន់ក្នុងការកត់សម្គាល់ថានៅពេលដោះស្រាយជាមួយនឹងគំរូកម្ដៅសាមញ្ញ អ្នករចនាត្រូវតែពិចារណាផងដែរអំពីសមត្ថភាពកំដៅនៃប្រអប់ប្រសព្វ/ឧបករណ៍ semiconductor និងករណី/បរិស្ថាន។ ពោលគឺ វាត្រូវបានទាមទារថាបន្ទះសៀគ្វីដែលបានបោះពុម្ព និងកញ្ចប់មិនក្តៅឡើងភ្លាមៗ។

សម្លឹងមើលសៀគ្វីនេះ សញ្ញាបញ្ជា PGC គ្រប់គ្រងថាតើ V4.2 ផ្គត់ផ្គង់ថាមពលទៅ P_GPRS ឬអត់។ សៀគ្វីនេះប្រភពនិងស្ថានីយបង្ហូរមិនត្រូវបានភ្ជាប់ទៅបញ្ច្រាស R110 និង R113 មានក្នុងន័យថា R110 គ្រប់គ្រងចរន្តច្រកទ្វារមិនធំពេក R113 គ្រប់គ្រងច្រកទ្វារធម្មតា R113 ទាញឡើងខ្ពស់ដូច PMOS ប៉ុន្តែក៏អាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាជាការទាញឡើងលើសញ្ញាបញ្ជា នៅពេលដែលម្ជុលខាងក្នុង MCU និងទាញឡើង នោះគឺជាលទ្ធផលនៃរន្ធបង្ហូរចេញនៅពេលដែលទិន្នផលគឺ open-drain ហើយមិនអាចជំរុញ PMOS បិទបានទេ នៅពេលនេះ វាចាំបាច់ក្នុងការទាញវ៉ុលខាងក្រៅ ដូច្នេះ resistor R113 ដើរតួនាទីពីរ។ វានឹងត្រូវការវ៉ុលខាងក្រៅដើម្បីផ្តល់ការទាញឡើង ដូច្នេះ resistor R113 ដើរតួនាទីពីរ។ r110 អាចតូចជាងទៅ 100 ohms ក៏អាច។