1. Kanavan tyyppi
Ensimmäinen askel hyvän kenttäefektin transistorilaitteen valinnassa on päättää, käytetäänkö N-kanavaista vai P-kanavaista kenttäefektitransistoria. Tyypillisessä tehosovelluksessa, kun kenttävaikutustransistori on maadoitettu ja kuorma on kytketty rungon jännitteeseen, kenttävaikutustransistori muodostaa pienjännitesivukytkimen. Pienjännitesivukytkimessä tulisi käyttää N-kanavaista kenttävaikutustransistoria laitteen sammuttamiseen tai päälle kytkemiseen tarvittavan jännitteen vuoksi. Kun kenttävaikutustransistori on kytketty väylä- ja kuormamaadoitukseen, on käytettävä suurjännitesivukytkintä. P-kanavaisia kenttävaikutustransistoreita käytetään yleensä tässä topologiassa, mikä johtuu myös jännitekäytön huomioon ottamisesta.
2. Jännitteen luokitus
Määritä vaadittu jännitearvo tai suurin jännite, jonka laite kestää. Mitä suurempi nimellisjännite, sitä korkeammat ovat laitteen kustannukset. Käytännön kokemuksen mukaan nimellisjännitteen tulisi olla suurempi kuin runkolinjan jännite tai väyläjännite. Tämä tarjoaa riittävän suojan, jotta FET-etit eivät epäonnistu.
FET: n valinnassa on tärkeää määrittää suurin jännite, joka voidaan kestää viemäristä lähteeseen, eli suurin VDS. On tärkeää tietää, että SUURIN jännite, jonka FET kestää, vaihtelee lämpötilan mukaan. Meidän on testattava jännitevaihtelun alue koko käyttölämpötila-alueella. Nimellisjännitteellä on oltava riittävä marginaali tämän vaihteluvälin kattamiseksi sen varmistamiseksi, että piiri ei epäonnistu. Muita huomioon otettavia turvallisuustekijöitä ovat kytkentäelektroniikan aiheuttamat jännitetransientit (kuten moottorit tai muuntajat). Nimellisjännite vaihtelee käyttökerrasta toiseen; tyypillisesti 20 V kannettaville laitteille, 20-30 V FPGA-virtalähteille ja 450-600 V 85-220VAC-sovelluksille.
3. Nimellinen virta
Nimellisvirran tulisi olla suurin virta, jonka kuorma kestää kaikissa tapauksissa. Samoin kuin jännitteen tapauksessa, varmista, että valittu kenttävaikutustransistori kestää tämän nimellisvirran, vaikka järjestelmä tuottaisi piikkivirtoja. Kaksi nykyistä tapausta ovat jatkuva tila ja pulssipiikit. Jatkuvassa johtumistilassa kenttävaikutustransistori on vakaassa tilassa, kun virta kulkee jatkuvasti laitteen läpi. Pulssipiikki on silloin, kun laitteen läpi virtaa suuri tunkeutumisvirta (tai piikkivirta). Kun suurin virta näissä olosuhteissa on määritetty, on vain tarpeen valita suoraan laite, joka kestää tämän maksimivirran.
4. Johtumisen menetys
Käytännössä kenttävaikutustransistori ei ole ihanteellinen laite, koska johtavassa prosessissa tapahtuu sähköenergiahäviöitä, joita kutsutaan johtumishäviöksi. Kenttävaikutustransistori "päällä" kuten muuttuva vastus, laitteen RDS (ON) määritetään ja lämpötilan ja merkittävien muutosten avulla. Laitteen tehohäviö voidaan laskea Iload2×RDS (ON) -toiminnolla, ja koska vastus vaihtelee lämpötilan mukaan, myös tehohäviö vaihtelee suhteellisesti. Mitä korkeampi kenttävaikutustransistoriin kohdistettu jännite VGS on, sitä pienempi RDS (ON) on; päinvastoin, mitä korkeampi RDS (ON) on. Huomaa, että RDS (ON) -vastus nousee hieman virran myötä. Erilaisia sähköisiä parametrien muunnelmia RDS (ON) -vastuksessa löytyy valmistajan toimittamasta teknisestä tietolomakkeesta.
5. Järjestelmän lämmöntuotto
On tarkasteltava kahta erilaista skenaariota, nimittäin pahinta ja todellista tapausta. On suositeltavaa käyttää pahimman tapauksen laskentaa, koska se tarjoaa suuremman turvamarginaalin ja varmistaa, että järjestelmä ei epäonnistu. FET-tietolomakkeeseen on myös merkittävä joitakin mittauksia; laitteen liitoslämpötila on yhtä suuri kuin suurin ympäristön lämpötila plus lämpövastuksen ja tehon häviön tulo (liitoslämpötila = ympäristön enimmäislämpötila + [lämpövastus x tehontuotto]). Tämän yhtälön mukaan järjestelmän suurin tehontuotto voidaan ratkaista, mikä on määritelmän mukaan yhtä suuri kuin I2 × RDS (ON). Haluamme jo siirtää laitteen maksimivirran, voit laskea RDS :n (ON) eri lämpötiloissa. Lisäksi lauta ja sen kenttävaikutteinen transistorin lämmöntuotto tulisi tehdä.
Lumivyöryn rikkoutuminen on, kun puolijohdelaitteen käänteinen jännite ylittää maksimiarvon ja muodostuu voimakas sähkökenttä laitteen virran lisäämiseksi. Kiekkojen koon kasvu parantaa lumivyörynkestävyyttä ja parantaa lopulta laitteen kestävyyttä. Siksi suuremman paketin valitseminen voi tehokkaasti estää lumivyöryn.
6. Suorituskyvyn vaihtaminen
On monia parametreja, jotka vaikuttavat kytkentätehoon, mutta tärkeimmät ovat portti/ tyhjennys, portti / lähde ja tyhjennys / lähde kapasitanssi. Nämä kapasitanssit aiheuttavat kytkentähäviöitä laitteessa, koska ne on ladattava jokaisessa kytkimessä. Kenttävaikutteisen transistorin kytkentänopeus pienenee siten ja laitteen hyötysuhde heikkenee. Laitteen kokonaishäviön laskemiseksi kytkennän aikana lasketaan häviö käynnistyksen aikana (Eon) ja sammutuksen aikainen menetys (Eoff). FET-kytkimen kokonaisteho voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä: Psw=(Eon+Eoff)×swating frequency. Ja porttilatauksella (Qgd) on suurin vaikutus kytkentätehoon.
