Înțelegerea capacităţii MOSFET-urilor este esenţială pentru proiectarea circuitelor care necesită comutarea de mare viteză. Calculele exacte ajută la optimizarea performanţei şi la reducerea pierderii de putere. Acest articol oferă o imagine de ansamblu a conceptelor cheie şi a metodelor de calcul legate de capacitatea MOSFET.

Tipuri de capacitate MOSFET

MOSFET au trei capacităţi principale: poarta-la-sursa (C[[g[, poarta-la-drană (C[]gd), şi scurgere-la-sursa (C[]ds[]. Aceste capacităţi influenţează schimbarea vitezei şi consumului de putere.Cgs şi Cgd] sunt dinamice, schimbându-se cu tensiunea, în timp ce Cds este în mare parte parazită.

Calculez capacitatea porții

Capacitatea de acces la poartă (Cgs) poate fi estimată utilizând capacitatea de control a oxidului de poartă pe suprafață unitară (Cox și zona porții (A):

C[gs

În cazul în care se calculează Cox:

C[ox = ε[ox / tox]]

Impactul asupra vitezei de comutare

Capacitatea afectează timpul de comutare al MOSFET-urilor. Constanta timpului (τ) este dată de:

τ = R × C

unde R este rezistența în circuit. Capacitatea inferioară duce la comutarea mai rapidă, care este critică în aplicațiile de mare viteză.

Exemplu de calcul practic

Având în vedere un MOSFET cu o grosime a oxidului de poartă de 2 nm și o constantă dielectrică a oxidului (ε[ox) de 3,9 × 8,85 × 10-12] F/m și o suprafață a porții de 10 μm × 10 μm, capacitatea porții se calculează după cum urmează:

C[ox = (3.9 × 8.85 × 10[-12) / (2 × 10]-9) = 1.72 × 10-3 F/m2]

A = 10 μm × 10 μm = 1 × 10-10 m2]

C[gs