MOSFET (Ideal, Switching)
Идеальный n-канальный МОП-транзистор для схем коммутации.
Описание
Блок MOSFET (Ideal, Switching) моделирует идеальное поведение n-канального полевого транзистора со структурой металл-оксид-полупроводник (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, MOSFET).
Характеристика переключения n-канального MOSFET такова, что если напряжение затвор-исток превышает заданное пороговое напряжение, MOSFET находится в открытом состоянии. В противном случае устройство находится в закрытом состоянии. На рисунке показана типичная вольт-амперная характеристика MOSFET.
В открытом состоянии канал сток-исток ведет себя как линейный резистор с сопротивлением .
В закрытом состоянии канал сток-исток ведет себя как линейный резистор с низкой проводимостью .
Определяющие уравнения можно записать как
, если , в остальных случаях ,
где:
-
зависит от значения параметра Gate-control port:
-
Signal control port— управление затвором посредством порта G, в этом случае — это значение на входном порту G; -
Electrical control port— управление затвором посредством электрического сигнала, в этом случае определяется как:
-
, если , в остальных случаях ,
где — напряжение на затворе, — напряжение на истоке и — напряжение на стоке.
-
— пороговое напряжение.
-
— напряжение сток-исток.
-
— ток сток-исток.
-
— сопротивление в открытом состоянии.
-
— проводимость в закрытом состоянии.
Используя настройки Integral Diode, можно включить внутренний защитный диод. Встроенный диод защищает устройство, обеспечивая канал проводимости для обратного тока, который возникает, когда устройство резко отключает подачу напряжения на индуктивную нагрузку.
Установите параметр Integral protection diode в зависимости от цели.
| Цель | Значение для выбора | Внутренний защитный диод | |
|---|---|---|---|
Не включать защиту. |
|
Не используется |
|
Включать защиту. |
Приоритет скорости моделирования. |
|
Блок Diode. |
Приоритет точности моделилирования – точное указание динамики заряда в обратном режиме. |
|
Динамическая модель блока Diode. |
|
Порты
Параметры
Main
Gate-control port — опция для указания типа порта затвора
Signal control port (по умолчанию) | Electrical control port
Опция для указания физического или электрического порта управления затвором переключателя.
Если параметр имеет значение Electrical control port, используйте вместе с этим блоком внутренний или внешний диод обратной полярности. Из численных соображений прямое напряжение диода должно быть меньше, чем значение параметра Threshold voltage, Vth.
|
Drain-source on resistance, R_DS(on) — сопротивление сток-исток в открытом состоянии
0.01 Ом (по умолчанию)
Сопротивление сток-исток в открытом состоянии.
Off-state conductance — проводимость в закрытом состоянии
1e-6 1/Ом (по умолчанию)
Проводимость сток-исток в закрытом состоянии. Значение этого параметра должно быть меньше , где — значение параметра Drain-source on resistance, R_DS(on).
Threshold voltage, Vth — пороговое напряжение
2 В (по умолчанию)
Пороговое напряжение затвор-исток. Устройство открыто, когда напряжение затвор-исток превышает это значение.
Integral Diode
Integral protection diode — внутренний защитный диод (супрессор)
None (по умолчанию) | Diode with no dynamics | Diode with charge dynamics
Укажите, включает ли блок защитный диод (супрессор). По умолчанию используется значение None.
Если необходимо включить внутренний защитный диод, то возможны два варианта:
-
Diode with no dynamics. -
Diode with charge dynamics.
Forward voltage — напряжение прямого тока
0.8 В (по умолчанию)
Минимальное напряжение между анодом и катодом диода для того, чтобы градиент вольт-амперной характеристики диода был равен 1/ , где — значение параметра On resistance.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.
On resistance — сопротивление при прямом включении
0.001 Ом (по умолчанию)
Сопротивление диода в открытом состоянии, когда напряжение выше значения заданного параметром Forward voltage.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.
Off conductance — проводимость в закрытом состоянии
1e−5 1/Ом (по умолчанию)
Проводимость диода при обратном включении.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.
Junction capacitance — емкость перехода
5e−8 Ф (по умолчанию)
Величина емкости, свойственной переходу из обедненной зоны, действующей как диэлектрик и разделяющей соединения анода и катода.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics.
Peak reverse current, iRM — пиковый обратный ток
−235 А (по умолчанию)
Пиковый обратный ток, измеренный внешней тестовой схемой. Это значение должно быть меньше нуля. Значение по умолчанию — −235 А.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics.
Initial forward current when measuring iRM — начальный прямой ток при измерении iRM
300 А (по умолчанию)
Начальный прямой ток (в начальный момент времени включения) при измерении пикового обратного тока. Это значение должно быть больше нуля.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics.
Rate of change of current when measuring iRM — скорость изменения тока при измерении iRM
−50 А/мкс (по умолчанию)
Скорость изменения тока при измерении пикового обратного тока. Это значение должно быть меньше нуля.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics.
Reverse recovery time parametrization — вид определения времени обратного восстановления
Specify stretch factor (по умолчанию) | Specify reverse recovery time directly | Specify reverse recovery charge
При выборе опции Specify stretch factor или Specify reverse recovery charge указывается значение, которое используется блоком для вычисления времени обратного восстановления.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics.
Reverse recovery time, trr — время обратного восстановления
15 мкс (по умолчанию)
Количество времени, необходимое диоду, чтобы выключиться, когда напряжение на нем меняет полярность с прямого смещения на обратное.
Интервал между моментом первоначального перехода тока через ноль (когда диод выключается) и моментом падения тока до уровня менее 10% от пикового тока. Значение параметра Reverse recovery time, trr должно быть больше значения параметра Peak reverse current, iRM, деленного на значение параметра Rate of change of current when measuring, iRM.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics, а для параметра Reverse recovery time parametrization значение Specify reverse recovery time directly.
Reverse recovery time stretch factor — коэффициент растяжения времени обратного восстановления
3 (по умолчанию)
Значение, которое блок использует для расчета Reverse recovery time, trr. Это значение должно быть больше 1. Указание коэффициента растяжения является более простым способом параметризации времени обратного восстановления, чем указание заряда обратного восстановления. Чем больше значение коэффициента растяжения, тем больше времени требуется для рассеивания тока обратного восстановления.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics, а для параметра Reverse recovery time parametrization значение Specify stretch factor.
Reverse recovery charge, Qrr — заряд обратного восстановления
1500 мкАс (по умолчанию)
Значение, которое блок использует для расчета Reverse recovery time, trr. Используйте этот параметр, если в параметрах блока в качестве вида определения времени обратного восстановления указано значение заряда обратного восстановления вместо значения времени обратного восстановления.
Заряд обратного восстановления — это суммарный заряд, который продолжает рассеиваться после выключения диода. Значение должно быть меньше, чем , где:
-
— значение, указанное для параметра Peak reverse current, iRM;
-
— значение, указанное для параметра Rate of change of current when measuring iRM.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics, а для параметра Reverse recovery time parametrization значение Specify reverse recovery charge.