Kuinka tehostetun paketin MOSFETit toimivat

Suunniteltaessa hakkuriteholähdettä tai moottorin käyttöpiiriä, jossa käytetään kapseloituja MOSFET-yksiköitä, useimmat ihmiset ottavat huomioon MOS:n päällekytkentäresistanssin, maksimijännitteen jne., maksimivirran jne., ja monet ottavat huomioon vain nämä tekijät. Tällaiset piirit voivat toimia, mutta ne eivät ole erinomaisia ​​eivätkä ne ole sallittuja muodollisina tuotesuunnitelmina.

Seuraavassa on pieni yhteenveto MOSFETin perusteista jaMOSFETajuripiirit, joihin viittaan useisiin lähteisiin, eivät kaikki alkuperäisiä. Sisältää MOSFETien, ominaisuuksien, käyttö- ja sovelluspiirien käyttöönoton. Pakkaus MOSFET-tyypit ja liitos MOSFET on FET (toinen JFET), voidaan valmistaa tehostettuun tai tyhjennystyyppiseen, P-kanavaan tai N-kanavaan yhteensä neljää tyyppiä, mutta varsinainen sovellus on vain parannettu N-kanavainen MOSFET ja parannettu P -kanavainen MOSFET, jota yleensä kutsutaan nimellä NMOS, tai PMOS viittaa näihin kahteen tyyppiin.

Mitä tulee tyhjennystyyppisten MOSFETien käyttöön, ei ole suositeltavaa päästä sen pohjaan. Näissä kahdessa lisä-MOSFET-tyypissä NMOS:ää käytetään yleisemmin sen alhaisen päällekytkennän ja helpon valmistuksen vuoksi. Joten kytkentävirtalähde- ja moottorikäyttösovelluksia käytetään yleensä NMOS:a. seuraava johdanto, mutta myös enemmänNMOS-pohjainen.

MOSFETeillä on loiskapasitanssi kolmen nastan välillä, mikä ei ole tarpeen, mutta johtuu valmistusprosessin rajoituksista. Olemassaolo loiskapasitanssi suunnittelussa tai valinnassa ohjauspiirin olla ongelmia, mutta ei ole mitään keinoa välttää, ja sitten kuvataan yksityiskohtaisesti. Kuten MOSFET-kaaviosta näkyy, viemärin ja lähteen välillä on loisdiodi.

Tätä kutsutaan runkodiodiksi ja se on tärkeä ohjattaessa induktiivisia kuormia, kuten moottoreita. Muuten, vartalodiodi on läsnä vain yksilöissäMOSFETiteikä sitä yleensä ole integroidun piirisirun sisällä. MOSFET ON CharacteristicsOn tarkoittaa kytkimenä toimimista, mikä vastaa kytkimen sulkemista.

NMOS-ominaisuudet, tiettyä arvoa suurempi Vgs johtaa, sopii käytettäväksi siinä tapauksessa, että lähde on maadoitettu (low-end drive), kunhan hilajännite on 4V tai 10V. PMOS-ominaisuudet, Vgs alle tietyn arvon johtaa, sopii käytettäväksi, kun lähde on kytketty VCC:hen (high-end drive). Vaikka PMOS:ää voidaan kuitenkin helposti käyttää huippuluokan ajurina, NMOS:ää käytetään yleensä huippuluokan ajureissa suuren päällekkäisvastuksen, korkean hinnan ja harvojen vaihtotyyppien vuoksi.

Pakkaus MOSFET kytkentäputken häviö, onko se NMOS tai PMOS, johtamisen jälkeen on-resistanssi olemassa, niin että nykyinen kuluttaa energiaa tässä resistanssissa, tätä osaa kulutetusta energiasta kutsutaan johtavuushäviöksi. MOSFETin valitseminen pienellä on-resistanssilla vähentää johtavuushäviötä. Nykyään pienitehoisen MOSFETin päällekytkentävastus on yleensä kymmenien milliohmien luokkaa, ja muutamia milliohmeja on myös saatavilla.MOS ei saa valmistua hetkessä, kun se johtaa ja katkaisee. Jännite molemmilla puolilla MOS on prosessi pienenee, ja sen läpi kulkeva virta kasvaa. Tänä aikana MOSFETin häviö on jännitteen ja virran tulo, jota kutsutaan kytkentähäviö. Yleensä kytkentähäviö on paljon suurempi kuin johtavuushäviö, ja mitä nopeampi kytkentätaajuus, sitä suurempi häviö. Jännitteen ja virran tulo johtamishetkellä on erittäin suuri, mikä johtaa suuriin häviöihin.

Kytkentäajan lyhentäminen vähentää häviötä jokaisessa johdossa; kytkentätaajuuden vähentäminen vähentää kytkinten määrää aikayksikköä kohti. Molemmat lähestymistavat voivat vähentää kytkentähäviöitä. Jännitteen ja virran tulo johtamishetkellä on suuri, ja siitä aiheutuva häviö on myös suuri. Kytkentäajan lyhentäminen voi vähentää häviötä jokaisessa johteessa; kytkentätaajuuden vähentäminen voi vähentää kytkinten määrää aikayksikköä kohti. Molemmat näistä lähestymistavoista voivat vähentää kytkentähäviöitä. Ajaminen Bipolaarisiin transistoreihin verrattuna uskotaan yleisesti, että pakatun MOSFETin käynnistämiseen ei tarvita virtaa, kunhan GS-jännite on tietyn arvon yläpuolella. Tämä on helppo tehdä, mutta tarvitsemme myös nopeutta. Kapseloidun MOSFETin rakenne voidaan nähdä loiskapasitanssin läsnä ollessa GS:n, GD:n välillä, ja MOSFETin käyttö on itse asiassa kapasitanssin lataamista ja purkamista. Kondensaattorin lataaminen vaatii virran, koska kondensaattorin välitön lataaminen voidaan nähdä oikosulkuna, jolloin hetkellinen virta on suurempi. Ensimmäinen asia, joka on huomioitava MOSFET-ohjainta valittaessa/suunnitellessa, on käytettävissä olevan hetkellisen oikosulkuvirran koko.

Toinen huomioitava asia on se, että yleisesti käytettynä huippuluokan NMOS-taajuusmuuttajissa on-time-hilajännitteen on oltava suurempi kuin lähdejännite. High-end-aseman MOSFET-johtavuuslähdejännite ja nielujännite (VCC) ovat samat, joten hilajännite kuin VCC:ssä 4 V tai 10 V. Jos samassa järjestelmässä, saadaksesi suuremman jännitteen kuin VCC, meidän on erikoistuttava tehostuspiirejä. Monissa moottoriajureissa on integroidut latauspumput. On tärkeää huomata, että sinun tulee valita sopiva ulkoinen kapasitanssi saadaksesi tarpeeksi oikosulkuvirtaa MOSFETin ohjaamiseen. 4V tai 10V käytetään yleisesti MOSFETin on-state-jännitteessä, tietysti suunnittelussa on oltava tietty marginaali. Mitä suurempi jännite, sitä nopeampi on-tilanopeus ja sitä pienempi on-tilan vastus. Nykyään on eri aloilla käytössä pienemmällä jännitteellä varustettuja MOSFETejä, mutta 12V autoelektroniikkajärjestelmissä yleensä 4V on-state riittää.MOSFET-käyttöpiiri ja sen häviö.