Margem de Comando de Porta do MOSFET

Vmargin = Vgs − Vth

Resposta rápida

Esta calculadora resolve V_margin = V_gs − V_th para Margem da Porta. Com Tensão Porta-Fonte 26.4 V, Tensão de Limiar 56.4 V, o resultado é -30 V. Resolve em 3 direções: introduza os valores que tem e obtenha o que falta.

Calculadora

Margem da Porta (V)
—

Fórmula

V_margin = V_gs − V_th

Descrição

A tensão de comando de porta tem de exceder a tensão de limiar com margem suficiente para enriquecer totalmente o MOSFET e atingir o seu Rds(on) nominal. Um MOSFET especificado com Rds(on) = 10 mΩ a Vgs = 10 V pode ter Rds(on) = 20 mΩ a Vgs = 4,5 V e pode nem sequer ligar se Vgs mal exceder Vth. A margem entre Vgs e Vth determina o grau de enriquecimento do MOSFET e afeta diretamente as perdas de condução. Os MOSFETs de nível lógico (Vth = 1-2 V) podem ser comandados diretamente a partir de lógica de 3,3 V ou 5 V, enquanto os MOSFETs normais (Vth = 2-4 V) exigem um driver de porta com saída de 8-12 V.

Variáveis

  • V_margin — Margem de comando de porta acima do limiar (V)
  • V_gs — Tensão porta-fonte aplicada (V)
  • V_th — Tensão de limiar de porta (V)

Notas Práticas

Vth varia com a temperatura (tipicamente −3 a −7 mV/°C), pelo que a margem diminui à medida que o MOSFET aquece. Verifique sempre o Rds(on) ao Vgs real que consegue fornecer, não apenas o valor de destaque da folha de dados. Para MOSFETs de canal N no lado alto, é necessário um circuito de bootstrap ou de bomba de carga para gerar um Vgs acima da tensão da fonte. Os FETs de GaN têm Vth mais baixo (1-2 V) e exigem um controlo mais preciso da tensão de comando de porta.

Símbolos e unidades

Símbolo Significado Unidade predefinida Unidades aceitas
Vmargin Margem da Porta V pV, nV, µV, mV, V, kV
Vgs Tensão Porta-Fonte V pV, nV, µV, mV, V, kV
Vth Tensão de Limiar V pV, nV, µV, mV, V, kV

Passo a passo

  1. 1. Dados conhecidos: Tensão Porta-Fonte 26.4 V, Tensão de Limiar 56.4 V
  2. 2. A relação: V_margin = V_gs − V_th
  3. 3. Substituir: Vgs = 26.4 V, Vth = 56.4 V
  4. 4. Resultado: Margem da Porta = -30 V

Exemplos resolvidos

Faixa mínima

Dados: Tensão Porta-Fonte 0.726 V, Tensão de Limiar 1.55 V

Resultado: Margem da Porta = -0.824 V

Faixa baixa

Dados: Tensão Porta-Fonte 7.26 V, Tensão de Limiar 15.5 V

Resultado: Margem da Porta = -8.24 V

Típico

Dados: Tensão Porta-Fonte 26.4 V, Tensão de Limiar 56.4 V

Resultado: Margem da Porta = -30 V

Faixa alta

Dados: Tensão Porta-Fonte 0.506 kV, Tensão de Limiar 1.08 kV

Resultado: Margem da Porta = -0.574 kV

Faixa máxima

Dados: Tensão Porta-Fonte 5.06 kV, Tensão de Limiar 10.8 kV

Resultado: Margem da Porta = -5.74 kV

Resolver para cada variável

Resolver Margem da Porta

Tensão Porta-Fonte 0.726 V, Tensão de Limiar 1.55 V → -0.824 V

Resolver Tensão Porta-Fonte

Margem da Porta 0.33 V, Tensão de Limiar 1.55 V → 1.88 V

Resolver Tensão de Limiar

Margem da Porta 0.33 V, Tensão Porta-Fonte 0.726 V → 0.396 V

Como Margem da Porta varia com Tensão Porta-Fonte

Tensão Porta-Fonte (entrada) Margem da Porta (resultado)
5.81 V -118.2 V
14.53 V -109.5 V
29.05 V -94.95 V
43.58 V -80.42 V
58.1 V -65.9 V
87.15 V -36.85 V
116.2 V -7.8 V
0.2324 kV 108.4 V
0.4067 kV 0.2827 kV
0.581 kV 0.457 kV

O mesmo resultado noutras unidades

Unidade Valor
mV -30000
V -30
kV -0.03

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Perguntas frequentes

Como se calcula Margem de Comando de Porta do MOSFET?

Use V_margin = V_gs − V_th. Com Tensão Porta-Fonte 26.4 V, Tensão de Limiar 56.4 V, Margem da Porta dá -30 V.

Como se calcula calculate voltage headroom?

Isole Margem da Porta: com Tensão Porta-Fonte 7.26 V, Tensão de Limiar 15.5 V, Margem da Porta é -8.24 V.

Qual é a fórmula de Margem de Comando de Porta do MOSFET?

A fórmula é V_margin = V_gs − V_th. A tensão de comando de porta tem de exceder a tensão de limiar com margem suficiente para enriquecer totalmente o MOSFET e atingir o seu Rds(on) nominal.

Como obter Tensão Porta-Fonte conhecendo os outros valores?

Isole Tensão Porta-Fonte: com Margem da Porta 0.33 V, Tensão de Limiar 1.55 V, Tensão Porta-Fonte é 1.88 V.

Como obter Tensão de Limiar conhecendo os outros valores?

Isole Tensão de Limiar: com Margem da Porta 0.33 V, Tensão Porta-Fonte 0.726 V, Tensão de Limiar é 0.396 V.

Que unidades usa Margem de Comando de Porta do MOSFET?

Margem da Porta é apresentado em mV, V, kV. Os valores são guardados internamente em unidades base do SI, pelo que pode misturar prefixos sem converter à mão.

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