1. Giới thiệu về AP4953GM
AP4953GM là một MOSFET công suất kép kênh N (Dual N-Channel Power MOSFET) được tích hợp trong vỏ SOP-8. Linh kiện này được thiết kế chuyên dụng cho các mạch chuyển mạch công suất thấp đến trung bình, mạch điều khiển động cơ DC, nguồn xung DC-DC converter, mạch sạc pin và bảo vệ nguồn.
Mỗi MOSFET bên trong IC có đặc tính điện trở dẫn R<sub>DS(on)</sub> thấp, dòng dẫn lớn (tối đa 5A), điện áp chịu đựng cao (30V), và khả năng điều khiển bằng tín hiệu logic 5V – rất phù hợp cho các ứng dụng điều khiển bằng vi điều khiển.
2. Cấu tạo bên trong của AP4953GM
Bên trong AP4953GM gồm hai MOSFET kênh N độc lập (Q1 và Q2) có cùng đặc tính điện và cách ly nhau hoàn toàn.
Cấu tạo cơ bản gồm:
-
Hai transistor MOSFET kênh N (Q1, Q2) nằm trong cùng một đế bán dẫn.
-
Hai cổng điều khiển độc lập (G1, G2) cho phép điều khiển riêng từng MOSFET.
-
Các cực Drain (D1, D2) được nhân đôi (mỗi cực có hai chân song song) giúp giảm điện trở dẫn và tăng khả năng tản nhiệt.
-
Lớp bảo vệ nội ESD và mạch chống quá áp Gate giúp linh kiện bền và ổn định hơn.
3. Thông số kỹ thuật của AP4953GM
Thông số | Ký hiệu | Giá trị định danh |
---|---|---|
Điện áp Drain–Source tối đa | V<sub>DS</sub> | 30 V |
Dòng dẫn liên tục mỗi MOSFET | I<sub>D</sub> | 5 A |
Dòng xung cực đại (pulse) | I<sub>DM</sub> | 20 A |
Điện áp Gate–Source tối đa | V<sub>GS</sub> | ±20 V |
Điện trở dẫn R<sub>DS(on)</sub> @ V<sub>GS</sub> = 10V | — | 35 mΩ (typ) |
Điện trở dẫn R<sub>DS(on)</sub> @ V<sub>GS</sub> = 4.5V | — | 50 mΩ (typ) |
Điện áp ngưỡng Gate | V<sub>GS(th)</sub> | 1.0 – 3.0 V |
Công suất tiêu tán tối đa | P<sub>D</sub> | 2 W (T<sub>A</sub> = 25°C) |
Nhiệt độ hoạt động | — | -55°C → +150°C |
Loại gói | — | SOP-8 (Surface Mount, 8 chân) |
4. Kiểu chân và chức năng của AP4953GM (SOP-8)
Số chân | Ký hiệu | Chức năng | Mô tả |
---|---|---|---|
1 | S1 | Source 1 | Cực Source của MOSFET thứ nhất (Q1). |
2 | G1 | Gate 1 | Cổng điều khiển của MOSFET thứ nhất (Q1). |
3 | S2 | Source 2 | Cực Source của MOSFET thứ hai (Q2). |
4 | G2 | Gate 2 | Cổng điều khiển của MOSFET thứ hai (Q2). |
5 | D2 | Drain 2 | Cực Drain của MOSFET thứ hai (Q2). |
6 | D2 | Drain 2 | Chân Drain song song của Q2 (tăng khả năng dẫn dòng). |
7 | D1 | Drain 1 | Cực Drain của MOSFET thứ nhất (Q1). |
8 | D1 | Drain 1 | Chân Drain song song của Q1 (tăng khả năng dẫn dòng). |
Ghi chú:
Hai MOSFET bên trong hoạt động độc lập và có thể được sử dụng riêng lẻ hoặc kết hợp để tạo thành mạch nửa cầu (half-bridge), cầu H (H-bridge) hay mạch đảo chiều tải.
Các chân Drain được nhân đôi (song song) để tăng dòng chịu tải và tản nhiệt.
5. Chức năng hoạt động của AP4953GM
-
Khi điện áp V<sub>GS</sub> lớn hơn ngưỡng (thường >2.5V), MOSFET dẫn dòng từ Drain sang Source.
-
Khi V<sub>GS</sub> = 0V, MOSFET ngắt hoàn toàn, không cho dòng chạy qua.
-
Mỗi kênh (Q1, Q2) có thể điều khiển độc lập bằng tín hiệu logic từ vi điều khiển hoặc mạch driver.
-
IC có đặc tính chuyển mạch nhanh, độ sụt áp thấp, thích hợp trong mạch PWM tốc độ cao.
6. Ứng dụng của AP4953GM
-
Mạch điều khiển động cơ DC (motor driver).
-
Mạch buck converter, boost converter hoặc DC-DC converter.
-
Mạch nguồn chuyển mạch xung, nguồn LED.
-
Cầu H điều khiển đảo chiều tải.
-
Mạch sạc pin lithium, bảo vệ nguồn và pin.
-
Thiết bị điện tử dân dụng, IoT, công nghiệp tự động hóa.
7. Kích thước vật lý của AP4953GM (SOP-8)
Thông số | Ký hiệu | Kích thước (mm) |
---|---|---|
Chiều dài tổng | D | 4.80 – 5.00 |
Chiều rộng tổng | E | 3.80 – 4.00 |
Chiều cao tổng | A | 1.35 – 1.75 |
Khoảng cách giữa các chân | e | 1.27 (chuẩn) |
Chiều dài chân | L | 0.40 – 1.27 |
Số chân | — | 8 |
Kiểu đóng gói | — | SOP-8 (Surface Mount) |
8. Cách đo và kiểm tra sống/chết của AP4953GM
A. Kiểm tra cơ bản bằng đồng hồ VOM (thang diode)
-
Đặt đồng hồ ở thang đo diode.
-
Que đỏ vào Source (S), que đen vào Drain (D) → hiển thị OL (không dẫn).
-
Đổi ngược que đo → đồng hồ hiển thị khoảng 0.4–0.7V (do diode body).
-
Nếu dẫn cả hai chiều → MOSFET bị chập D–S.
-
Nếu luôn OL → MOSFET đứt mạch hoặc hỏng tiếp giáp.
-
B. Kiểm tra đóng/mở Gate
-
Giữ que đen vào Source, chạm que đỏ vào Gate (nạp điện cho cổng) → MOSFET mở (D–S dẫn).
-
Chạm que đỏ vào Source (xả điện cổng) → MOSFET ngắt (D–S không dẫn).
-
Nếu không thay đổi trạng thái → MOSFET hỏng.
-
C. Kiểm tra cả hai kênh
-
Thực hiện tương tự cho hai bộ chân:
-
Q1: S1–G1–D1
-
Q2: S2–G2–D2
-
-
Cả hai kênh phải hoạt động tương đương.
D. Kiểm tra trong mạch
-
Khi hoạt động, đo điện áp Gate–Source:
-
Mở khi >2.5V.
-
Ngắt khi =0V.
-
-
Điện áp Drain–Source gần 0V khi MOSFET mở và cao khi MOSFET ngắt.