N-канальные МОП-транзисторы (MOSFET)

Haiben поставляет N-канальные МОП-транзисторы (MOSFET) из нашей линейки Weforsemi наряду с семействами BJT, цифровых транзисторов и составных приборов, которые окружают их на реальных платах. Для сотрудников отдела закупок и инженеров-разработчиков аппаратного обеспечения эта страница объясняет, почему n channel mosfet так часто является стандартным ключом по низкой стороне, что охватывает наш складской ассортимент для поверхностного монтажа и как читать сопротивление во включённом состоянии при напряжении затвора, которое вы фактически будете подавать.

Почему N-канал является стандартным ключом

n channel mosfet проводит электронами, а не дырками, и подвижность электронов в кремнии выше подвижности дырок. Для данной площади кристалла и класса напряжения это, как правило, даёт более низкое сопротивление канала, чем у эквивалентного P-канального прибора. Это установленная физика приборов, а не утверждение о какой-либо конкретной детали.

Практическое следствие простое. Когда нагрузка находится между положительной шиной и транзистором, N-канальный прибор имеет исток, привязанный к земле, поэтому и управление затвором привязано к земле. Управлять затвором тогда несложно. P-канальные детали подходят для коммутации по высокой стороне, но им часто требуется большая площадь кристалла для того же RDS(ON), а их затвор должен быть притянут ниже шины истока. Поэтому многие конструкции используют n channel mosfet для основного пути коммутации и оставляют P-канальные МОП-транзисторы (MOSFET) для управления со стороны нагрузки и защиты от обратной полярности.

Ассортимент Weforsemi также включает биполярные и предварительно смещённые детали, поэтому вокруг коммутационного каскада вы обычно найдёте малосигнальные транзисторы, выполняющие сдвиг уровня, логику разрешения и маршрутизацию сигналов, пока MOSFET выполняет токонесущую работу.

Складской ассортимент N-канальных приборов

Наши позиции n channel mosfet в Weforsemi сосредоточены в малых корпусах для поверхностного монтажа, подходящих для компактных схем управления и коммутации нагрузки. В таблице ниже приведено то, что указывают модели и опубликованные данные производителей.

• VC9320A-1 — SOT-723, VDS 20 В, ID 1.0 А, RDS(ON) 160 мОм тип. при VGS 4.5 В и 180 мОм тип. при 2.5 В, стойкость ESD 3 кВ HBM.
• VCAA3134KLC — SOT-883, VDS 20 В, ID 0.9 А, RDS(ON) ниже 250 мОм при VGS 4.5 В и ниже 350 мОм при 2.5 В; конструкция траншельной ячейки высокой плотности для низкого сопротивления во включённом состоянии, оптимизированная для характеристик переключения.
• VC1012F — SOT-523, 150 мВт, ESD 2000 В.
• VC7002HX — SOT-23, N-канальный обогащённый режим, VDSS 60 В, 350 мВт, низкое RDS(ON), низкое пороговое напряжение затвора, низкая входная ёмкость, ESD защищён до 2 кВ.

Для путей питания с более высоким током или на уровне платы см. мощные MOSFET страницу. Комплементарные семейства перечислены на нашем хабе MOSFET.

RDS(ON) при вашем фактическом напряжении затвора

Сопротивление во включённом состоянии указывается при заданном напряжении затвор-исток, и значение меняется вместе с ним. VC9320A-1 указан как при 4.5 В, так и при 2.5 В, и разница видна: 160 мОм тип. против 180 мОм тип. VCAA3134KLC также даёт ниже 250 мОм при 4.5 В и ниже 350 мОм при 2.5 В.

Правило выбора — сравнивать RDS(ON) при том напряжении затвора, которое ваша схема может гарантировать, а не при наибольшем значении в технической документации (даташите). Логическая шина 3.3 В, управляющая прибором, охарактеризованным при 4.5 В, не обеспечит указанного сопротивления, и деталь будет работать горячее, чем следует из значения. Проверьте три момента:

• Минимальное управление затвором, которое ваш драйвер или логический выход может поддерживать с учётом температуры и допуска.
• Охарактеризована ли деталь при этом напряжении, как две детали выше при 2.5 В.
• Пороговое напряжение затвора: VC7002HX описывается как имеющий низкое пороговое напряжение затвора, что важно для низковольтного управления.

Потери проводимости подчиняются I²R, поэтому значение RDS(ON), которое вы выбираете, должно соответствовать вашему реальному напряжению затвора.

Коммутация нагрузки и применение в силовых цепях

Малый N-канальный МОП-транзистор (MOSFET) в корпусе SOT-723 или SOT-883 является практичным ключом для светодиодов, малых вентиляторов, соленоидов, катушек реле и цепей отключения нагрузки на плате. 60 V VDSS и низкая входная ёмкость VC7002HX подходят для коммутационных узлов, где требуется более высокое напряжение питания или более быстрый фронт; VC9320A-1 и VCAA3134KLC подходят для низковольтной коммутации в цепи истока класса 20 V.

Управление затвором часто осуществляется малым сигнальным или предварительно смещённым транзистором. NPN-цифровые транзисторы VC143ZEF и VC143ZME интегрируют резистивную сеть базы в корпусе, что упрощает интерфейс управления и сокращает количество внешних компонентов.

Там, где один корпус должен объединять функции, композитное семейство охватывает больше, чем простой MOSFET. VCMNT32D — это мощный PNP-транзистор с N-МОП-транзистором в корпусе DFNWB2x2-6L, со сверхнизким напряжением насыщения коллектор-эмиттер и высоким коэффициентом усиления по току DC. VC5853DCJ — это композит MOSFET-Шоттки в корпусе DFNWB3x2-8L с Vrrm 20 V. Их стоит рассмотреть, когда конструкции нужны и ключ, и связанный с ним диод или усилительный каскад.

Часто задаваемые вопросы

Какие варианты корпусов используются для складских N-канальных МОП-транзисторов (MOSFET)?

Позиции N-канальных Weforsemi на этой странице используют корпуса SOT-723, SOT-883, SOT-523 и SOT-23. Это корпуса для поверхностного монтажа, подходящие для компактных схем управления и коммутации нагрузки.

Почему значение RDS(ON) различается при управлении затвором 4.5 V и 2.5 V?

RDS(ON) зависит от приложенного напряжения затвор-исток. Для VC9320A-1 указано 160 мОм тип. при 4.5 V и 180 мОм тип. при 2.5 V, поэтому выбирать следует исходя из напряжения затвора, которое ваша схема действительно может поддерживать.

Включают ли ваши МОП-транзисторы (MOSFET) защиту ESD?

Некоторые включают, как указано в опубликованных данных. VC9320A-1 имеет возможность ESD 3 кВ HBM, VC1012F рассчитан на 2000 V, а VC7002HX защищён ESD до 2 кВ. Проверяйте техническую документацию (даташит) для каждой детали.