Kā darbojas uzlabotās pakotnes MOSFET

Izstrādājot komutācijas barošanas avotu vai motora piedziņas ķēdi, izmantojot iekapsulētos MOSFET, lielākā daļa cilvēku ņem vērā MOS ieslēgšanas pretestību, maksimālo spriegumu utt., maksimālo strāvu utt., un daudzi cilvēki ņem vērā tikai šos faktorus. Šādas shēmas var darboties, taču tās nav izcilas un nav atļautas kā formāli izstrādājumu dizaini.

Tālāk ir sniegts neliels MOSFET pamatu kopsavilkums unMOSFETdraiveru shēmas, kuras es atsaucos uz vairākiem avotiem, ne visas ir oriģinālas. Tostarp MOSFET, raksturlielumu, piedziņas un lietojuma ķēžu ieviešana. Iepakojuma MOSFET tipi un savienojuma MOSFET ir FET (cits JFET), var tikt ražots uzlabotā vai izsīkuma tipa, P-kanāla vai N-kanāla kopumā četros veidos, bet faktiskais pielietojums ir tikai uzlabots N-kanāla MOSFET un uzlabotais P. -kanāla MOSFET, ko parasti dēvē par NMOS, vai PMOS attiecas uz šiem diviem veidiem.

Runājot par to, kāpēc neizmantot izsīkšanas tipa MOSFET, nav ieteicams nokļūt līdz apakšai. Šiem diviem MOSFET uzlabošanas veidiem NMOS tiek biežāk izmantots tā zemās pretestības un ražošanas vienkāršības dēļ. Tāpēc pārslēgšanas barošanas avota un motora piedziņas lietojumprogrammas parasti izmanto NMOS. sekojošais ievads, bet arī vairākNMOS- balstīta.

MOSFET starp trim tapām ir parazitāra kapacitāte, kas nav nepieciešama, bet ražošanas procesa ierobežojumu dēļ. Parazitārās kapacitātes esamība projektēšanā vai piedziņas ķēdes atlasē var būt zināma problēma, taču no tā nevar izvairīties, un pēc tam aprakstīts detalizēti. Kā redzat MOSFET shēmā, starp kanalizāciju un avotu ir parazitāra diode.

To sauc par korpusa diodi, un tas ir svarīgi, vadot induktīvās slodzes, piemēram, motorus. Starp citu, ķermeņa diode ir tikai atsevišķiMOSFETun parasti nav integrētās shēmas mikroshēmas iekšpusē.MOSFET ON CharacteristicsOn nozīmē, ka darbojas kā slēdzis, kas ir līdzvērtīgs slēdža slēgšanai.

NMOS raksturlielumi, Vgs, kas lielāks par noteiktu vērtību, vadīs, piemērots lietošanai gadījumā, ja avots ir iezemēts (zemas klases piedziņa), ja vien vārtu spriegums ir 4 V vai 10 V. PMOS raksturlielumi, Vgs, kas mazāks par noteiktu vērtību, vadīs, piemērots lietošanai gadījumā, ja avots ir savienots ar VCC (augstākās klases diskdzini). Tomēr, lai gan PMOS var viegli izmantot kā augstākās klases draiverus, NMOS parasti tiek izmantots augstākās klases draiveros, jo ir liela pretestība, augsta cena un daži nomaiņas veidi.

Iepakojuma MOSFET komutācijas caurules zudums, neatkarīgi no tā, vai tas ir NMOS vai PMOS, pēc vadīšanas pastāv ieslēgšanas pretestība, tāpēc strāva patērēs enerģiju šajā pretestībā, šo patērētās enerģijas daļu sauc par vadīšanas zudumu. Izvēloties MOSFET ar nelielu ieslēgšanas pretestību, tiks samazināts vadītspējas zudums. Mūsdienās mazas jaudas MOSFET ieslēgšanas pretestība parasti ir aptuveni desmiti miliomi, un ir pieejami arī daži miliomi. MOS nedrīkst pabeigt vienā mirklī, kad tas vada un atslēdzas. Spriegumam abās MOS pusēs ir samazinās, un caur to plūstošā strāva palielinās. Šajā laikā MOSFET zudums ir sprieguma un strāvas reizinājums, ko sauc par pārslēgšanas zudums. Parasti pārslēgšanas zudumi ir daudz lielāki nekā vadītspējas zudumi, un jo ātrāka ir pārslēgšanas frekvence, jo lielāks ir zudums. Sprieguma un strāvas reizinājums vadīšanas brīdī ir ļoti liels, kā rezultātā rodas lieli zudumi.

Pārslēgšanas laika saīsināšana samazina zudumus katrā vadīšanas reizē; samazinot pārslēgšanas frekvenci, tiek samazināts slēdžu skaits laika vienībā. Abas šīs pieejas var samazināt pārslēgšanas zudumus. Sprieguma un strāvas reizinājums vadīšanas brīdī ir liels, un no tā izrietošie zudumi arī ir lieli. Pārslēgšanas laika saīsināšana var samazināt zaudējumus katrā vadīšanas reizē; samazinot pārslēgšanas frekvenci, var samazināt slēdžu skaitu laika vienībā. Abas šīs pieejas var samazināt pārslēgšanas zudumus. Braukšana Salīdzinot ar bipolāriem tranzistoriem, parasti tiek uzskatīts, ka, lai ieslēgtu iepakotu MOSFET, strāva nav nepieciešama, ja vien GS spriegums pārsniedz noteiktu vērtību. Tas ir viegli izdarāms, taču mums ir nepieciešams arī ātrums. Iekapsulētā MOSFET struktūru var redzēt parazitāras kapacitātes klātbūtnē starp GS, GD, un MOSFET vadīšana faktiski ir kapacitātes uzlāde un izlāde. Kondensatora uzlādēšanai ir nepieciešama strāva, jo kondensatora momentāno uzlādi var uzskatīt par īssavienojumu, tāpēc momentānā strāva būs lielāka. Pirmā lieta, kas jāņem vērā, izvēloties/izstrādājot MOSFET draiveri, ir momentānās īssavienojuma strāvas lielums, ko var nodrošināt.

Otra lieta, kas jāņem vērā, ir tāda, ka, parasti izmantojot augstākās klases piedziņas NMOS, ieslēgšanas vārsta spriegumam ir jābūt lielākam par avota spriegumu. Augstas klases piedziņas MOSFET vadīšanas avota spriegums un drenāžas spriegums (VCC) ir vienāds, tāpēc vārtu spriegums ir 4 V vai 10 V. Ja tajā pašā sistēmā, lai iegūtu lielāku spriegumu nekā VCC, mums ir jāspecializējas paaugstināšanas ķēdes. Daudziem motoru draiveriem ir integrēti uzlādes sūkņi, ir svarīgi ņemt vērā, ka jums ir jāizvēlas atbilstoša ārējā kapacitāte, lai iegūtu pietiekami daudz īssavienojuma strāvas MOSFET darbināšanai. 4V vai 10V parasti izmanto MOSFET ieslēgtā stāvoklī, protams, konstrukcijai ir jābūt noteiktai rezervei. Jo augstāks ir spriegums, jo ātrāks ir ieslēgtā stāvokļa ātrums un mazāka ieslēgšanas stāvokļa pretestība. Mūsdienās dažādās jomās tiek izmantoti MOSFET ar mazāku ieslēgtu spriegumu, bet 12 V automobiļu elektroniskajās sistēmās parasti pietiek ar 4 V ieslēgtu stāvokli. MOSFET piedziņas ķēde un tās zudums.