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Como Usar Datasheets de MOSFETs e Fazer Substituições
Os datasheets de MOSFETs são documentos fundamentais para entender e escolher o MOSFET correto para uma aplicação específica. Vamos explorar como interpretar as informações de um datasheet e fazer substituições com base em uma tabela de parâmetros.
Parâmetros Máximos (Maximum Ratings):
- Tensão Dreno-Source (VDS): Indica a máxima tensão que o MOSFET pode suportar entre o dreno e a fonte sem causar danos.
- Tensão Gate-Source (VGS): Define a tensão máxima permitida entre o gate e a fonte.
- Corrente Contínua de Dreno (ID): Representa a corrente máxima que o MOSFET pode suportar continuamente.
- Corrente Pulsada de Dreno (IDM): Refere-se à corrente máxima permitida em pulsos.
- Máxima Potência de Dissipação (PD): Indica a máxima potência que o MOSFET pode dissipar sem danos.
Características Térmicas (Thermal Characteristics):
- Resistência Junção-Ambiente Máxima (RθJA): Indica a resistência térmica entre a junção e o ambiente.
- Resistência Caso-Aletas (RθCS): Refere-se à resistência térmica entre o caso e a superfície de dissipação.
- Resistência Junção-Caso Máxima (RθJC): Define a resistência térmica entre a junção e o caso do MOSFET.
Características Estáticas (Static Characteristics):
- Tensão Limite Dreno-Source (VDS): Indica a tensão limite entre dreno e source.
- Tensão Limiar Gate-Source (VGS(th)): Representa a tensão necessária no gate para ativar o MOSFET.
- Corrente de Fuga Gate-Source (IGSS): Refere-se à corrente de fuga entre gate e source quando o MOSFET está desligado.
- Corrente de Drenagem com Tensão Zero no Gate (IDSS): Indica a corrente de drenagem quando a tensão no gate é zero.
- Resistência de Dreno-Source com Gate Ativado (RDS(on)): Representa a resistência do MOSFET quando está conduzindo corrente.
Características Dinâmicas (Dynamic Characteristics):
- Capacitância de Entrada (Ciss): Indica a capacitância entre gate e source.
- Capacitância de Saída (Coss): Refere-se à capacitância entre dreno e source.
- Capacitância de Transferência Reversa (Crss): Define a capacitância entre gate e dreno.
- Carga Total de Gate (Qg): Representa a carga total necessária para ativar o MOSFET.
- Carga de Gate-Source (Qgs) e Gate-Drain (Qgd): Indicam as cargas associadas ao gate para ativação e desativação.
- Tempos de Atraso (td(on), td(off)) e de Subida e Descida (tr, tf): São os tempos associados à transição do MOSFET entre os estados ligado e desligado.
Características do Diodo Source-Drain (DRAIN-SOURCE BODY DIODE CHARACTERISTICS):
- Corrente Contínua Source-Drain (IS) e Corrente Direta Pulsada (ISM): Indicam as correntes máximas do diodo source-dreno.
- Tensão do Diodo (VSD): Representa a tensão direta do diodo source-dreno.
- Tempo de Recuperação Reversa e Carga de Recuperação Reversa do Diodo (trr, Qrr): São parâmetros associados à recuperação reversa do diodo.
Tabela de Substituição de MOSFET
A tabela abaixo resume os parâmetros máximos, características térmicas, estáticas, dinâmicas e do diodo source-drain de um MOSFET, nela também está detalhado qual parametro deve ser maior ou menor:
| Parâmetro | Simbologia | Descrição | Condição |
|---|---|---|---|
| Maximum Ratings (Parâmetros Máximos) | Maior melhor | ||
| Tensão Dreno-Source | \(V_{DS} \) | Tensão máxima suportada entre dreno e source | Maior melhor |
| Tensão Gate-Source | \(V_{GS} \) | Tensão máxima suportada entre gate e source | Maior melhor |
| Corrente Contínua de Dreno | \(I_D \) | Corrente máxima contínua que o MOSFET pode suportar | Maior melhor |
| Corrente Pulsada de Dreno | \(I_{DM} \) | Corrente máxima pulsada que o MOSFET pode suportar | Maior melhor |
| Potência Máxima de Dissipação | \(P_D \) | Máxima potência que o MOSFET pode dissipar sem danos | Maior melhor |
| Características Térmicas | Menor melhor | ||
| Resistência Junção-Ambiente | \(R_{θJA} \) | Resistência térmica entre junção e ambiente | Menor melhor |
| Resistência Caso-Aletas | \(R_{θCS} \) | Resistência térmica entre caso e superfície de dissipação | Menor melhor |
| Resistência Junção-Caso (Dreno) | \(R_{θJC} \) | Resistência térmica entre junção e caso (dreno) | Menor melhor |
| Características Estáticas | |||
| Tensão Limite Dreno-Source | \(V_{DS} \) | Tensão limite entre dreno e source | Maior melhor |
| Tensão Limiar Gate-Source | \(V_{GS(th)}\) | Tensão necessária para ativar o MOSFET | Menor melhor |
| Corrente de Fuga Gate-Source | \(I_{GSS} \) | Corrente de fuga entre gate e source quando MOSFET está desligado | Menor melhor |
| Corrente de Drenagem com Tensão Zero no Gate | \(I_{DSS} \) | Corrente de drenagem quando tensão no gate é zero | Menor melhor |
| Resistência de Dreno-Source com Gate Ativado | \(R_{DS(on)}\) | Resistência do MOSFET quando está conduzindo corrente | Menor melhor |
| Características Dinâmicas | Menor melhor | ||
| Capacitância de Entrada | \(C_{iss} \) | Capacitância entre gate e source | Menor melhor |
| Capacitância de Saída | \(C_{oss}\) | Capacitância entre dreno e source | Menor melhor |
| Capacitância de Transferência Reversa | \(C_{rss}\) | Capacitância entre gate e dreno | Menor melhor |
| Carga Total de Gate | \(Q_g \) | Carga total necessária para ativar o MOSFET | Menor melhor |
| Carga de Gate-Source | \(Q_{gs}\) | Carga de gate-source associada à ativação do MOSFET | Menor melhor |
| Carga de Gate-Dreno | \(Q_{gd}\) | Carga de gate-dreno associada ao desligamento do MOSFET | Menor melhor |
| Tempos de Atraso (acionamento, desligamento) | \(t{d(on)}\), \(t{d(off)}\) | Tempos associados à transição do MOSFET entre estados ligado e desligado | Menor melhor |
| Tempos de Subida e Descida | \(t_r\), \(t_f\) | Tempos de subida e descida durante a transição do MOSFET entre estados ligado e desligado | Menor melhor |
| Características do Diodo Source-Drain | |||
| Corrente Contínua Source-Drain | \(I_S \) | Corrente contínua do diodo source-dreno | Maior melhor |
| Corrente Direta Pulsada do Diodo | \(I_{SM} \) | Corrente direta pulsada do diodo source-dreno | Maior melhor |
| Tensão do Diodo | \(V_{SD}\) | Tensão direta do diodo source-dreno | Menor melhor |
| Tempo de Recuperação Reversa do Diodo | \(t_{rr}\) | Tempo associado à recuperação reversa do diodo source-dreno | Menor melhor |
Para fazer a substituição de um MOSFET com base nesta tabela, é necessário encontrar um MOSFET equivalente que tenha valores competiveis aos parâmetros do MOSFET original listados na tabela, garantindo que o novo MOSFET seja compatível com a aplicação e ambiente de operação.
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