Cálculos de dissipação de energia MOSFET

Observando as folhas de dados da Diodes Inc., estou tendo problemas para seguir os cálculos dos limites de dissipação de energia dos seus MOSFETS.

Por exemplo, para DMG4496SSS http://www.diodes.com/_files/datasheets/ds32048.pdf

Eles especificam na página 1

I_D (máx) = 8A @ V_GS = 4,5V (com um R_DS (on) = 0,029 ohm)

Mas a folha de dados também fornece na página 2:

Dissipação de energia P_D = 1,42 W
Temperatura da junção T_J = 150 ° C
Resistência térmica R_ \ theta = 88,49 K / W

E na página 3:

R_DS (ligado) @ V_GS = 4,5V, I_DS = 8A aproximadamente 0,024 ohm

Para mim, isso parece uma grande bagunça:

P = 0,029 ohm * (8A) ^ 2 = 1,86 W, que é significativamente maior que a dissipação de energia admissível de P_D = 1,42 W da página 2
mesmo com o valor R_DS (on) = 0,024 ohm da página 3, P = 1,54 com ainda é maior que a dissipação de energia permitida
os valores admissíveis de dissipação de energia são pelo menos autoconsistentes: P_D = (T_J-T_A) / R_ \ theta = (150 ° C-25K) / 88,49 K / W = 1,41 W
No entanto, os gráficos R_DS (on) vs V_GS e I_D vs V_DS parecem inconsistentes: Observando o caso de V_GS = 3,5 V: Na figura 1, a tangente no ponto (V_DS = 0,5V, I_D = 10A) é aproximadamente 6A / 0,5V, o que parece implicar um R_DS (ativado) = 0,5V / 6A = 0,083 ohm. Olhando para a fig. 3 no entanto, o R_DS (ativado) é mais parecido com 0,048 ohm em 10A.

Como usar as fichas técnicas da Diodes Inc?

Portanto, dada a folha de dados, como calcular o I_DS (max) forneceu algum V_GS e outro V_DS? Por exemplo, V_GS = 6V e V_DS = 12V.

— ARF
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Tenha um +1 de mim, apenas para ler uma folha de dados com esse detalhe.

— PlasmaHH 12/02

Bom artigo relacionado: mcmanis.com/chuck/robotics/projects/esc2/FET-power.html

— jippie

@jippie Obrigado pela referência, infelizmente, isso explica por que a potência do MOSFET é MAIS BAIXA do que a sugerida pelas figuras P_D e R_DS (on). Na ficha técnica que referi, a potência é mais alta que a sugerida por P_D e R_DS (ativado) ... - O primeiro é completamente lógico, o último não deve ser fisicamente possível!

— ARF

1. I_Dmax é geralmente especificado em V_GS = 10V ou talvez 5V para um MOSFET de nível lógico. 2. I_Dmax não é limitado pela dissipação de energia da maneira que você pensa - imagine 100ns pulsos com um ciclo de trabalho de 1%. Nesse caso, seria possível passar 30V / 0,024Ohm = muito mais que 8A sem nunca exceder o limite de dissipação de energia, e ainda assim destruir o dispositivo. As especificações da primeira página costumam ser valores típicos, em vez de garantidos, por isso não os levaria muito a sério se fossem levemente contraditos em outro lugar. Isso ajuda um pouco?

— 27616 Oleksandr R.

Devo dizer também que a resistência térmica não é uma quantidade estática, mas depende do tempo, porque o MOSFET possui uma certa capacidade de calor e taxa de difusão térmica. Pulsos de corrente potentes e pouco frequentes irão aquecê-lo basicamente apenas na extensão do seu valor RMS, e não instantaneamente à incandescência. Veja também (35352) .

— 27616 Oleksandr R.

Sim, é assim que as folhas de dados do MOSFET funcionam. A classificação de corrente máxima realmente significa "Esta é a corrente máxima que você pode obter através dessa coisa, se de alguma forma não violar outras especificações no processo, embora não tenhamos idéia de como fazer isso. Colocamos isso aqui porque acho que é legal, e talvez alguém seja burro o suficiente para comprar uma carga de caminhões antes de perceber que não pode realmente executar a peça nesse valor para qualquer conjunto de condições do mundo real " .

Basicamente, cada um dos limites do dispositivo é especificado separadamente. Você precisa observar o que está fazendo e verificar cuidadosamente cada uma delas. O limite real da corrente é geralmente a temperatura do molde. Para verificar isso, verifique o Rdson máximo para o nível de acionamento do seu portão, calcule a dissipação devido à sua corrente, multiplique pela resistência da matriz à temperatura térmica ambiente, adicione-a à temperatura ambiente e compare o resultado com a temperatura operacional máxima da matriz . Quando você calcula tudo isso de trás para frente para encontrar a corrente máxima que o dispositivo pode suportar antes do superaquecimento, geralmente verá que está bem abaixo da especificação de corrente máxima absoluta.

— Olin Lathrop
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Cálculos de dissipação de energia MOSFET - Diodes Inc.