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significado de MOSFET “región lineal” en el contexto de las pérdidas de conmutación

Solución:

La “región lineal” en las respuestas que cita se usa de manera algo vaga. A menudo decimos “región lineal” u “operación lineal” en la electrónica cuando nos referimos a una operación intermedia en la que se mantiene un voltaje en algún lugar entre los rieles de la fuente de alimentación (en oposición a sujetado cerca de uno de ellos) o un dispositivo como un transistor es se mantiene en la región media donde no está completamente encendido o apagado. A menudo, los dispositivos no son tan lineales en esta “región lineal”, pero es un nombre que se quedó desde hace mucho tiempo donde la región lineal era en contraposición a la operación de conmutación o la región recortada.

Es esta región “lineal” media donde el dispositivo disipará una potencia significativa. Si el dispositivo es un interruptor ideal, entonces no puede disipar energía cuando está abierto porque la corriente es cero, o cuando está cerrado porque el voltaje es cero.

Esto es diferente de la “región lineal” cuando se habla de la física del dispositivo o las características detalladas de un MOSFET. Allí, “lineal” puede significar “corriente aproximadamente lineal con voltaje aplicado”, lo que también significa que el MOSFET está actuando como una resistencia en oposición a más como una fuente de corriente. Eso es diferente de la “región lineal” desde la perspectiva general del circuito.

Sí, depende del contexto y puede resultar confuso. Si necesita ser preciso, use números reales.

La “región lineal” es, lamentablemente, el término utilizado de forma más inconsistente cuando se trata de MOSFET. Puede significar exactamente lo contrario según el autor. Comparar:

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De este libro de texto, que llama a la región izquierda “región lineal”.

También tenga en cuenta que JEDEC ha elegido “región óhmica” y respectivamente “región de saturación” como su elección de terminología estándar para MOSFET (como en la primera figura anterior). Esto se proporciona en JESD77b en la página “4-31”. Evitaron llamar “lineal” a cualquier región.

La región lineal en este contexto significa la región en la que no desea operar porque el Id. Del producto · Vds es grande, por lo que tiene muchas pérdidas. Desea minimizar las pérdidas en el transistor al tener el transistor completamente encendido o apagado.

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El cambio entre los dos estados debe ser lo más rápido posible porque estar allí genera pérdidas.

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El área debajo de la curva azul es la energía disipada en el dispositivo. Cambiar más lento hace que el área sea más grande.

Si echas un vistazo al típico encendido duro
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o apagar

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Puede ver que durante algún tiempo hay alto voltaje y alta corriente presente en el dispositivo al mismo tiempo. Cambiar más rápido minimiza el tiempo que se pasa en esa área.

Hay formas de minimizar las pérdidas de conmutación utilizando una conmutación de voltaje cero o corriente cero. Debe diseñar su convertidor de tal manera que cambie solo cuando el voltaje o la corriente en el transistor estén cerca de cero. De esta manera, el producto de potencia de Id · Vds también es cercano a cero.

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