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EO POWER - MAGGIO 2022 IX MOSFET Come scegliere il giusto MOSFET di potenza Davide Di Gesualdo Scegliere il giusto MOSFET di potenza per una determinata applicazione potrebbe risultare complicato, ma con un po’ di conoscenza e le giuste indicazioni diventa tutto più semplice. In questo articolo verranno discussi alcuni fattori chiave da prendere in considerazione quando si sceglie un MOSFET, oltre a fornire alcuni suggerimenti sui dati tecnici ai quali fare riferimento quando si devono affrontare alcune applicazioni specifiche Cosa sono i MOSFET di potenza? IMOSFET di potenza sono degli speciali MOSFET progettati per avere una resistenza molto bassa e costante ad alte correnti. Questi dispositivi sono utilizzati per commutare grandi correnti. I MOSFET sono ampiamente utilizzati come interruttori nei sistemi digitali con segnali di commutazione ad alta frequenza (spesso modulati a larghezza di impulso), ma stanno diventando sempre più popolari anche nelle applicazioni analogiche. Il controllo in modalità interruttore (ON/OFF) è più efficiente rispetto al controllo lineare, risultando molto comodo per la gestione un circuito più complesso nel quale il segnale potrebbe venire influenzato dal rumore di commutazione. Quali sono le applicazioni che sfruttano i MOSFET di potenza? I principali campi di applicazione riguardano molteplici convertitori di potenza e controller di motori (inverter, DC-DC converter, amplificatori di potenza e così via). La differenza principale tra un MOSFET di potenza e un piccolo transistor di segnale come quelli che si trovano in un circuito op-amp, per esempio, è che il dispositivo di potenza può gestire grandi quantità di corrente, mentre i transistor più piccoli vengono impiegati per la gestione di segnali. I MOSFET di potenza sono anche ampiamente utilizzati nei sistemi di illuminazione alogena. Il flusso di corrente attraverso questi dispositivi può essere regolato utilizzando segnali PWM (modulazione di larghezza d’impulso) che agiscono direttamente sui loro terminali di gate, rendendoli super versatili per un’infinità di applicazioni. Quali sono i vantaggi dei MOSFET di potenza? Rispetto agli altri dispositivi di potenza a semiconduttore, si può sfruttare la loro elevata velocità di commutazione e buona efficienza energetica anche a basse tensioni. Volendo fare una lista di alcuni vantaggi rispetto ad altri dispositivi (come, ad esempio, i transistor bipolari) non si può non menzionare che: • Richiedono una tensione di ingresso molto bassa per la conduzione • Possono trasportare correnti elevate • Presentano un design compatto • La corrente di scarico allo stato spento è molto piccola • Supportano un livello inferiore di tensione RMS rispetto ai normali MOSFET Come funzionano i MOSFET di potenza? Il processo di accensione e spegnimento di un MOSFET si basa sostanzialmente sulla “competizione” tra quanta tensione viene applicata al gate del dispositivo e quanta tensione deve essere applicata per permettere alla corrente di fluire attraverso di esso. Nel momento in cui un MOSFET inizia la conduzione, si comporta come un resistore con una resistenza molto bassa fino a quando la sua tensione scende sotto la soglia di accensione. A questo punto, la resistenza aumenta rapidamente mentre il MOSFET inizia a spegnersi.