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트랜지스터란? 로드 스위치

 

로드 스위치 ON 시의 돌입 전류에 대하여

로드 스위치 Q1을 ON한 순간 정상 전류보다 훨씬 큰 전류가 일시적으로 흐르는 경우가 있습니다. 출력측의 부하 용량 CL의 전하가 zero에 가까울 때, 출력 Vo에 전압이 부가된 순간 큰 충전 전류가 흐릅니다.
이러한 과대 전류가 흐르는 것을 돌입 전류 (rush current)라고 합니다.
돌입 전류의 최대치는 입력전압 Vin과 MOSFET Q1의 Rds(on)과 부하측의 부하 용량 CL의 ESR로 거의 결정되며, 입력전압 Vin이 커지면 그만큼 전류도 증가합니다.
돌입 전류가 현저하게 커질 경우, 오동작이나 시스템 트러블을 초래할 가능성이 있습니다.
또한, 최대 정격 전류를 넘을 경우, 파괴될 우려가 있습니다. MOSFET Q1의 게이트, 소스간에 접속된 저항 R1과 병렬로 콘덴서 C2를 추가하여 Q1의 게이트 전압을 천천히 turn-off함으로써 Rds(on)을 천천히 작게하여 돌입 전류를 억제할 수 있습니다.  

로드 스위치 등가회로도

로드 스위치 등가회로도

Nch MOSFET의 로드 스위치 ON 시의 돌입 전류 대책에 대하여

Nch MOSFET 로드 스위치 등가회로도

Nch MOSFET 로드 스위치 : RSQ020N03
Vin=5V, Io=1A, Q1_1G=1V→12V

  • Q2 OFF 시, 로드 SW Q1이 ON
    (Q1의 게이트 전압은 Vo (VgsQ1) 이상으로 한다.)
  • Q2 ON 시, 로드 SW Q1이 OFF
  • Q1 ON 시, 돌입 전류가 흐르므로, 대책으로서 C2를 추가한다.

Nch MOSFET 로드 스위치 등가회로도
Nch MOSFET 로드 스위치 등가회로도

로드 스위치 OFF 시, 전류의 역류에 대하여

로드 스위치 Q1이 ON에서 OFF된 경우에도 출력측의 부하 용량 CL에 의해 출력Vo 단자의 전압이 일정 시간 잔류합니다.
입력 Vin측이 출력 Vo측보다 전압이 낮아지는 경우, MOSFET Q1의 드레인, 소스간 기생 다이오드가 존재하므로, 기생 다이오드를 통해 출력 Vo측에서 입력 Vin측으로 전류가 역류하는 경우가 있습니다.
MOSFET Q1의 전류 정격을 넘지않도록 주의할 필요가 있습니다.
입력 바이패스 콘덴서 CIN의 용량치에 대해서는 부하측 조건을 포함하여 turn-on 타이밍을 충분히 검토한 후, 결정하여 주십시오.

로드 스위치 등가회로도

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