Почему увеличение напряжения затвора выше «разумных» пределов не выгодно для мощных полевых МОП-транзисторов?

Почему они (производители) ограничиваются +10 В, указывая Rds (on)?

Причины против

• Если вы используете этот МОП-транзистор на высоких скоростях, то для выключения МОП-транзистора потребуется разрядить емкость 2,45 нФ GS с почти 30 вольт до уровня ниже 3,0 вольт ($V_{GS(THRESHOLD)}$), и это может значительно замедлить переключение, если вы не используете мощный драйвер затвора.
• Зачем заморачиваться указанием 20 или 30 вольт, когда графики в техпаспорте могут сказать вам, каково вероятное улучшение в$R_{DS(ON)}$находится на более высоких уровнях возбуждения, таких как 15 вольт. Правда, это не 30 вольт, но выигрыш будет мизерным или небольшим:

• Вы можете оценить$R_{DS(ON)}$(при более высоких напряжениях GS) с разумной степенью точности с использованием графиков в техпаспорте
• Общепринятой практикой является использование 10 вольт в качестве эталонного уровня возбуждения, чтобы можно было легко провести сравнение с другими полевыми МОП-транзисторами.

Есть ли убывающий обратный пост +10В?

Посмотрите на графики выше — я бы сказал, что доходность значительно уменьшилась. Помните также, что это устройство предназначено для высокочастотных приложений, поэтому это компромисс между тем, насколько сильно вы управляете MOSFET (потери проводимости) и как быстро вы можете перевести его из одного состояния в другое (коммутационные потери): -

Есть ли что-то, о чем мне следует беспокоиться, если я управляю Vgs при +15 В или + 20 В?

У меня должны быть веские причины хотеть превзойти этот график в таблице данных: -

Сначала я мог бы рассмотреть 15-вольтовый уровень привода GS, но я также должен помнить, что, если температура перехода MOSFET поднимется до 175 ° C, в некоторых обстоятельствах может возникнуть чрезмерный ток стока. Таким образом, я, вероятно, в конечном итоге ограничу свой уровень привода до 12 вольт.

Люди обычно ездят при напряжении 12-15 В, чтобы дать некоторый запас для разряда загрузочного колпачка в приводе затвора с высокой стороны. 20 В — это номинальный предел для многих устройств, и в сочетании со звонком затвора это слишком близко для комфорта.

Ваше устройство с максимальным номиналом 30 В необычно и находится на высоком уровне. Традиционно это 20В.

Большие напряжения затвора могут уменьшить потери проводимости при больших токах. Это может немного снизить температуру соединения. Нужно быть осторожным, потому что напряжение, которое видит полупроводниковый краситель, может быть больше, чем управляющие вольты, которые вы сгенерировали и измерили на осциллографе. Если вы видите звон на вашем прицеле, это предупреждение о том, что это может произойти, и MOSFET может иметь короткий срок службы. Если вы работаете на высокой частоте с приводом прямоугольной формы, что не редкость, помните о рассеивании мощности затвора внутри сопротивления рассеивания затвора MOSFET. Конечно, ваш драйвер тратит больше энергии, но номинальная мощность затвора намного ниже общей номинальной мощности. На самом деле в диапазоне МГц номинальные 10 Вольт могут быть слишком высокими.

Производитель мог бы похвастаться более низким Rds(on), если бы указал более высокий Vgs.

Но тогда вам придется использовать схему драйвера затвора, которая способна обеспечить это +30 В Vgs, чтобы выполнить требования производителя. Такие драйверы затворов дороже, чем более распространенные 5-15В, а улучшение Rds(on) будет незначительным и, скорее всего, не оправдает эти дополнительные затраты. Итак, вы бы предпочли выбрать MOSFET с приемлемым Rds(on) с более низким значением Vgs, указанным в техническом описании.

Кроме того, вам понадобится запас прочности между Vgs, который вы применяете к MOSFET, и Vgs (макс.). Приближение к Vgs(max) также будет означать, что источник напряжения (как правило, подкачка заряда для стороны высокого напряжения) должен быть более точным и, следовательно, более дорогим, и вам придется быть очень осторожным со звонком, потому что небольшой запас прочности означает, что даже небольшая нестабильность может вывести из строя полевые транзисторы.