I transistor a effetto di campo (MOSFET) semiconduttori a ossido di metallo hanno rivoluzionato l'industria elettronica, diventando componenti onnipresenti in un'ampia gamma di circuiti. Sebbene la loro funzione principale sia quella di controllare e amplificare i segnali elettrici, i MOSFET ospitano anche un elemento spesso trascurato ma cruciale: il diodo del corpo interno. Questo post del blog approfondisce le complessità dei diodi body MOSFET, esplorando strategie per ridurre al minimo le perdite e migliorare l'efficienza complessiva del circuito.
Comprensione delle perdite dei diodi del corpo MOSFET
Il diodo body, una giunzione parassita intrinseca all'interno della struttura del MOSFET, presenta un flusso di corrente unidirezionale, consentendo alla corrente di passare dal drain alla source ma non viceversa. Sebbene serva a scopi preziosi, il diodo body può introdurre perdite di potenza che riducono l'efficienza del circuito.
Perdite di conduzione: durante lo stato attivo del MOSFET, il diodo body conduce la corrente nella direzione inversa, generando calore e dissipando potenza.
Perdite di commutazione: durante le transizioni di commutazione del MOSFET, il diodo body conduce corrente durante il periodo di recupero inverso, portando a perdite di commutazione.
Strategie per ridurre al minimo le perdite dei diodi nel corpo MOSFET
Selezione dei MOSFET adeguati: scegliere MOSFET con tensione diretta del diodo body basso e tempo di recupero inverso per ridurre al minimo rispettivamente le perdite di conduzione e di commutazione.
Ottimizzazione dei segnali di comando: utilizzare segnali di comando del gate adeguati per ridurre al minimo il tempo di conduzione del diodo body durante la commutazione, riducendo le perdite di commutazione.
Utilizzo di circuiti soppressori: implementare circuiti soppressori, costituiti da resistori e condensatori, per dissipare l'energia immagazzinata in induttanze parassite e ridurre i picchi di tensione, mitigando le perdite di commutazione.
Diodi body paralleli: valutare la possibilità di mettere in parallelo diodi esterni con il diodo body per condividere la corrente e ridurre la dissipazione di potenza, in particolare nelle applicazioni ad alta corrente.
Progettazione di circuiti alternativi: in alcuni casi, è possibile prendere in considerazione topologie di circuiti alternativi che eliminano la necessità del percorso di conduzione del diodo body per ridurre ulteriormente le perdite.
Vantaggi della riduzione al minimo delle perdite dei diodi del corpo MOSFET
Efficienza migliorata: la riduzione delle perdite dei diodi body porta a una migliore efficienza complessiva del circuito, che si traduce in un minore consumo energetico e un risparmio energetico.
Ridotta generazione di calore: la riduzione al minimo delle perdite riduce la generazione di calore all'interno del MOSFET e dei componenti circostanti, migliorando le prestazioni termiche e prolungando la durata dei componenti.
Affidabilità migliorata: temperature operative più basse e stress ridotto sui componenti contribuiscono a migliorare l'affidabilità e la longevità del circuito.
Conclusione
I diodi body MOSFET, anche se spesso trascurati, possono avere un impatto significativo sull'efficienza e sulle prestazioni del circuito. Comprendere le fonti delle perdite dei diodi body e implementare strategie di mitigazione efficaci è fondamentale per progettare sistemi elettronici affidabili e ad alta efficienza. Adottando queste tecniche, gli ingegneri possono ottimizzare le prestazioni dei circuiti, ridurre al minimo il consumo energetico ed estendere la durata dei loro progetti elettronici.
Orario di pubblicazione: 07-giu-2024