Импульсные источники питания получают энергию от выходных конденсаторов
На графике зависимости напряжения от заряда емкость показана диагональной линией, а энергия, запасенная в емкости, представляет собой площадь, находящуюся под линией. Хотя выходная емкость силового МОП-транзистора является нелинейной и изменяется в зависимости от напряжения стока, энергия, запасенная в выходной емкости, по-прежнему находится в области, находящейся под линией нелинейной емкости. Следовательно, если мы сможем найти прямую линию, которая дает ту же площадь, что и площадь, содержащаяся на кривой изменяющейся выходной емкости, показанной на фиг. 1, наклон линии соответствует эквивалентной выходной емкости, которая производит такое же количество запасенной энергии.
Для некоторых МОП-транзисторов более старой планарной технологии разработчик может найти эквивалентную выходную емкость, используя аппроксимацию кривой на основе значений выходной емкости в технических характеристиках при обычно указанном напряжении сток-исток 25 В.
(3) Запас энергии может быть получен из простого интегрального уравнения.
(4) Наконец, эффективная выходная емкость определяется как
(5) Измеренное значение выходной емкости и подобранная кривая, полученная по уравнению. (3) показаны. Он хорошо работает по отношению к МОП-транзисторам старой технологии. Однако для МОП-транзисторов, использующих более новые технологии, такие как технология суперперехода, где выходная емкость имеет более нелинейные характеристики, простая аппроксимация экспоненциальной кривой иногда оказывается недостаточно хорошей. На рисунке 2(b) показана измеренная выходная емкость полевого МОП-транзистора *новой технологии и построенная кривая с использованием уравнения (3). Для эквивалентного значения выходной емкости разрыв между ними в области высокого напряжения приводит к огромной разнице, поскольку в интегральном уравнении напряжение умножается на емкость. Оценка эквивалентной емкости приведет к значительно большей емкости, что может ввести в заблуждение при первоначальной конструкции преобразователя.
Оценка выходной емкости, (а) старый МОП-транзистор, (б) новый МОП-транзистор
Если значение выходной емкости меняется в зависимости от напряжения сток-исток, энергию, запасенную в выходной емкости, можно найти с помощью уравнения (4). Хотя кривые емкости показаны в технических характеристиках, считывать значение емкости непросто. Таким образом, в зависимости от напряжения сток-исток запасенная энергия в выходной емкости представлена графиком в последней спецификации силового МОП-транзистора. Используя кривую, показанную на рисунке 3, эквивалентную выходную емкость при желаемом напряжении шины постоянного тока (DC) можно получить с помощью уравнения (5).
