Comprendere la capacità di Mosfet: Calcolazioni per il commutatore ad alta velocità
La comprensione della capacità dei MOSFET è essenziale per la progettazione di circuiti che richiedono un commutatore ad alta velocità. I calcoli accurati aiutano a ottimizzare le prestazioni e ridurre la perdita di potenza. Questo articolo fornisce una panoramica dei concetti chiave e dei metodi di calcolo relativi alla capacità MOSFET.
Tipi di capacità MOSFET
I MOSFET hanno tre capacità principali: cancello-fonte (C], cancello-didascalia (C]gd), e scarico-a-fonte (C]]]].
Calcolo della capacità della porta
La capacità di cancello-sorgente (Cgs[]]) può essere stimata utilizzando la capacità di ossido di cancello per area unitaria (Cox[]]) e l'area di cancello (A):
C[]]gs[]] ≈ C[[]ox[] × A]
Quando Cox] è calcolato come:
C[]ox[] = ε]ox[] / t]ox]
Impatto sulla velocità di commutazione
La capacità colpisce il tempo di commutazione di MOSFETs. La costante di tempo (τ) è data da:
}Credo = R × C[]
La capacità inferiore si traduce in un commutatore più veloce, che è fondamentale nelle applicazioni ad alta velocità.
Esempio di calcolo pratico
Data una MOSFET con uno spessore di ossido di cancello di 2 nm e una costante dielettrica di ossido (ε[ox[[]]) di 3.9 × 8.85 × 10-12 F/m, e una zona di cancello di 10 μm × 10 μm, la capacità di cancello è calcolata come segue:
[] = (3.9 × 8.85 × 10-12[]]] / (2 × 10-9]) = 1.72 × 10-3 F/m[FLT][F]
A = 10 μm × 10 μm = 1 × 10[-10 m2]
gs] ≈ 1.72 × 10[[-3[] × 1 × 10[-10 = 1.72 × 10-13 F