RFrftools.io

Calculadora de dissipação de energia MOSFET

Calcule a perda de condução do MOSFET, perda de comutação, dissipação total de energia, temperatura de junção e eficiência para design de eletrônica de potência

Loading calculator...

Fórmula

P_cond = I_D² × R_DS(on), P_sw = 0.5 × V_DS × I_D × (t_r + t_f) × f_sw

I_D — Drain current (A)
R_DS(on) — On-resistance (Ω)
V_DS — Drain-source voltage (V)
f_sw — Switching frequency (Hz)
t_r — Rise time (s)
t_f — Fall time (s)

Como Funciona

Os MOSFETs (transistores de efeito de campo semicondutores de óxido metálico) convertem energia elétrica em calor durante a operação, com a dissipação de energia sendo um parâmetro crítico no design eletrônico. A dissipação de energia ocorre por meio de dois mecanismos principais: perdas por condução e perdas por comutação. As perdas de condução ocorrem quando o MOSFET está totalmente ligado, determinadas pela resistência da fonte de drenagem (RDS (ligado)) e pela corrente que flui pelo dispositivo. As perdas de comutação ocorrem durante as transições de estado do transistor, representando a energia perdida na forma de calor durante os períodos de ativação e desativação.

Exemplo Resolvido

Considere um MOSFET com RDS (ligado) = 0,05Ω operando a 10A com uma frequência de comutação de 50 kHz. Perda de condução = I²R = (10A) ² × 0,05Ω = 5W. O cálculo da perda de comutação envolve carga de porta (Qg), tensão de alimentação (VCC) e frequência de comutação: Psw = Qg × VCC × f = 50nC × 12V × 50kHz = 3W. Dissipação total de energia = 5W + 3W = 8W.

Dicas Práticas

  • ✓Sempre garanta dissipação de calor suficiente para MOSFETs que excedam 2W de dissipação de energia
  • ✓Selecione MOSFETs com menor RDS (ligado) para reduzir as perdas de condução
  • ✓Considere a troca mais rápida de MOSFETs para minimizar as perdas de energia de comutação
  • ✓Monitore a temperatura da junção para evitar a fuga térmica

Erros Comuns

  • ✗Negligenciando as perdas de comutação em aplicações de alta frequência
  • ✗Subestimando os requisitos de gerenciamento térmico
  • ✗Usando MOSFETs além de suas condições operacionais especificadas

Perguntas Frequentes

Calcule as perdas de condução usando I²R e as perdas de comutação usando Qg × VCC × frequência e, em seguida, some esses valores.
A corrente, a resistência, a frequência de comutação, a carga da porta e a tensão operacional são fatores-chave.
A dissipação excessiva de energia leva ao aumento da temperatura da junção, potencialmente causando falha no dispositivo ou redução da confiabilidade.

Shop Components

Affiliate links — we may earn a commission at no cost to you.

Buck Converter ICs

Synchronous and non-synchronous step-down regulators

DigiKey →Mouser →

LDO Regulators

Low-dropout linear voltage regulators

DigiKey →Mouser →

Electrolytic Capacitors

Aluminum electrolytic capacitors for power filtering

DigiKey →Mouser →

Power Inductors

Shielded and unshielded inductors for switching supplies

DigiKey →Mouser →

Related Calculators

Power

Buck Converter

Design a synchronous buck (step-down) converter: calculate duty cycle, inductor value, output capacitor, input capacitor, and theoretical efficiency.

General

MOSFET Operating Point

Calculate MOSFET drain current, saturation voltage, transconductance, and operating region (cutoff, triode, saturation) for NMOS transistors

Power

LDO Dropout

Calculate LDO regulator power dissipation, junction temperature rise, minimum input voltage, efficiency, and headroom for linear regulator design

Power

Voltage Divider

Calculate voltage divider output voltage, current, Thévenin impedance, and power dissipation from Vin, R1, and R2. Ideal for bias networks and level shifting.

Power

LED Resistor

Calculate the correct current limiting resistor for an LED. Shows exact value, nearest E24 standard, actual current, and power dissipation.

Power

LDO Thermal

Calculate LDO regulator power dissipation, junction temperature, thermal margin, and minimum dropout voltage for thermal design validation.