选择和偏置由微控制器控制的 MOSFET,电流重要吗?

电器工程 电压 图片 场效应管 场效应管
2022-01-15 06:01:13

我需要一些帮助来为我在此处描述的电路选择 MOSFET,我最初使用 BJT 设计该电路,但决定在这种情况下使用 FET 更有意义。

FET 将由向 FET 发送逻辑高或逻辑低的 PIC24 控制。我知道 FET 是电压控制器件,但我想知道是否还需要最小电流来打开 FET?

如果是这样,是否需要对 FET 进行偏置,以便 PIC24 可以提供足够的电流来打开 FET?

我对偏置 FET 也不太熟悉,所以我也对预内部偏置 FET 感到好奇,但在 Google 上很难找到它们。你能推荐任何其他资源吗?

2个回答

FET 的栅极具有几乎无限的电阻,但有一些寄生电容。这意味着打开或关闭时的直流电流为 0,但需要一些电流才能在状态之间切换。更大、更高电流的 FET 往往具有更高的寄生电容,因此需要更多的功率来开启或关闭。

切换所需的电流通常非常低,除非您以高速(数百千赫兹及以上)切换或您的 FET 非常大,否则您将能够直接从微控制器驱动它。

为此目的选择 FET 时要考虑的重要事项不是偏置,而是栅极阈值电压。确保所选 FET 的阈值电压足够低,您的微控制器可以完全打开它。不要依赖数据表中的数字,这通常用于非常低的电流。相反,请查看栅极电压与源极/漏极电流的关系图,并确保在微控制器的逻辑高电压下,FET 将能够传导所需的电流量。

无论您使用双极晶体管还是 MOSFET,您提到的电路都不会很好地工作。那是因为您正在尝试使用 NPN 或 N 通道设备进行高端控制。

因为您使用的是太阳能电池板,所以您有两种选择:并联稳压器或串联稳压器。

并联调节器利用了太阳能电池板的一个特性:它们的功能有点像电流源。也就是说:对于给定的日照量(照射到面板的阳光量),随着端电压的变化,电流大致保持不变。太阳能电池板通常可以在其输出引线直接短路的情况下运行而不会造成任何损坏。

并联稳压器的优点是面板的负极引线可以连接到您的电路接地,并且仍然允许使用 NPN 晶体管或 N 沟道 MOSFET 来提供整个面板的短路。显然,从太阳能电池板(+)/晶体管的结到电池有一个串联二极管。无论如何都需要这个二极管,以便太阳能电池板在光线不足时不会给电池放电。

由于并联稳压器必须将所有不需要的功率作为热量消散,因此最常见的并联稳压器配置是“bang-bang”控制器。这是分流器完全关闭(允许最大可能的充电电流)完全打开(太阳能电池板短路,导致无充电电流)的地方。这导致开关装置中的热量最小。许多廉价的太阳能充电控制器以这种方式工作。

另一种选择是串联稳压器。现在您必须做出选择:您可以使用 NPN 双极晶体管或 N 沟道 MOSFET 作为传输元件,您必须控制太阳能电池板的负极引线。换句话说,太阳能电池板的正极引线直接连接到电池(+)端子(必要时通过串联二极管)。太阳能电池板的负极引线连接到 N 沟道 MOSFET 的漏极,MOSFET 的源极端子连接到电路地。

我提到太阳能电池板(+)引线上的串联二极管可能是可选的。那是因为可能不需要它,因为当面板上没有足够的光线而无法充电时,您可以关闭晶体管/ MOSFET。

如果您确实想使用由微控制器控制的 N 沟道 MOSFET,我的低压、中等电流直流开关的“首选”部件是 IRF3708。30V,62A 连续,0.012 欧姆 Rds 开启。使用尽可能靠近栅极安装的 47 欧姆电阻驱动栅极。