Margem de Comando de Porta do MOSFET

Fórmula

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.