Leistungs-MOSFETs, die robusten Herrscher und Diener großer Macht, leiten den Strom von seinem Ursprungsort dorthin, wo er hin soll, und können ziemlich kolossale Spezifikationen aufweisen, wie Spitzenausgangsspannungen von mehreren hundert Volt und Amperezahlen, da bin ich mir sicher. Diese Geräte, die in einer Vielzahl von Geräten (wie Stromversorgungen, Motorsteuerungen und Audioverstärkern) verwendet werden, sind möglicherweise die erste Wahl für jeden, der nur wenige Kopien neuer Geräte bauen möchte. Das liegt daran, dass sie so schnell ein- und ausgeschaltet werden können – fast ohne Widerstand (Größenordnung von mOhm), viel schneller als jeder Transistor. Aus demselben Grund werden sie auch einer Reihe anderer Leistungswerkzeuge wie JFETs oder IGBT (MOS-Gated Thyristor) und auch BJT vorgezogen.
Was genau ist ein MOSFET? Dies ist ein NPN-Transistor, der in der Leistungselektronik als Verstärker und Schalter fungiert. Diese gibt es in den Varianten n-Kanal und p-Kanal. Der eigentliche Star der Show ist der n-Kanal-MOSFET (obwohl Sie auch einen anderen Typ verwenden können), aber zwischen seiner Quelle und seinem Abfluss muss Material vorhanden sein. Der p-Kanal-MOSFET hingegen besteht aus anderem Material und tanzt nach seiner eigenen Pfeife.
Leistungs-MOSFETs gibt es in vielen "Geschmacksrichtungen": Spannungsniveau, Strombelastbarkeit und Gehäuse (um nur einige zu nennen [=[2]__). Faktoren, die bei der Auswahl zwischen ihnen eine Rolle spielen, sind hauptsächlich: wie viel Spannung/Strom Sie steuern möchten und natürlich... wie gut/schnell (<- dies ist auch die Leistungsaufnahme im AUS- oder EIN-Zustand, auch als (Erhitzungsproblem) bezeichnet)
Es klingt ein wenig entmutigend, den richtigen MOSFET auszuwählen, aber keine Angst! Hier sind einige wichtige Punkte. Zunächst müssen Sie sicherstellen, dass der MOSFET die Spannung aushält, die er möglicherweise aushalten muss. Sie sollten auch sicherstellen, dass er bei dem von Ihnen gewünschten Höchststrom nicht ins Schwitzen gerät. Er kann schnell schalten und Hitze verarbeiten_contributor_2_information=Offener Zugriff, was von entscheidender Bedeutung ist.
Bei manchen elektronischen Anwendungen ist schnelles Umschalten der Zweck dieses Spiels. Hier sind also 17 Möglichkeiten, wie Sie es auch tun können.
Passen Sie die Gate-Treiberschaltung an. Es empfiehlt sich, die Gate-Treiberschaltung fein abzustimmen, damit sie so gut wie möglich funktioniert.
Wenn Sie die Kapazität verringern, kann Ihr Schalter viel schneller arbeiten.
Wiederherstellungszeit der Body-Diode: Aufgrund der Betriebsgeschwindigkeit sollten Body-Dioden mit schneller Wiederherstellung ausgewählt werden.
Einsatz eines homogenen Snubber-Netzwerks: Für transientenfreies Schalten ist kein Snubbing erforderlich.
Zusammengefasst definieren diese Veränderungen die Materiallandschaft der SiC- und GaN-Leistungselektronik neu. Diese Materialien haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit und gute Durchschlagsspannung sowie eine ausgezeichnete Elektronenbeweglichkeit; eine Kombination von Eigenschaften, die sie zur perfekten Wahl für jedes Gerät macht, das enorme Leistungsmengen verarbeiten muss. Obwohl es SiC-MOSFETs schon seit geraumer Zeit gibt, ermöglicht die Verfügbarkeit von GaN deren Einsatz bei höheren Schaltfrequenzen als zuvor.
Innerhalb kürzester Zeit hat sich die MOSFET-Technologie so weit entwickelt, dass die ursprünglichen Designs langsame Produkte mit hoher Verlustleistung waren. MOSFET-Geräte haben jedoch sowohl hinsichtlich der Geschwindigkeit als auch der Zuverlässigkeit eine höhere Leistung erzielt. Bei Trench-MOSFETs, die offensichtlich eine bahnbrechende Neuerung waren, bieten die tieferen Gräben eine bessere Gate-Steuerung und einen geringeren Widerstand. Das Stromversorgungssystem auf einem Chip verfügt über einige der fortschrittlichsten MOSFETs auf dem Markt und eignet sich perfekt für Anwendungen wie Motorsteuerung und -schaltung (bis zu 99 % Effizienz!) oder jeden benötigten High-Side-Schalter wie in einem Computer. Es sind jedoch auch zwei Linearregler direkt eingebaut! Fügen Sie einfach eine entsprechende Spannungsversorgung mit höheren als den Standardpegeln in Ihren gewünschten Ausgangsbereich ein.
Mit anderen Worten: Leistungs-MOSFETs sind die stillen Krieger der modernen Elektronik. Durch die richtige Wahl Ihrer MOSFETs in Bezug auf Spannung, Strom und Schaltgeschwindigkeit können Sie jedoch nur bis zu einem gewissen Punkt kommen. Die Leistungselektronik wird auch von neuen Materialien wie SiC (Siliziumkarbid) oder GaN sowie den neuesten Entwicklungen in der MOSFET-Technologie, einschließlich Trench-Gate, profitieren.
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