Suuren paketin MOSFET-ohjainpiiri

Ensinnäkin MOSFET-tyyppi ja rakenne, MOSFET on FET (toinen on JFET), voidaan valmistaa tehostettuun tai tyhjennystyyppiseen, P-kanavaan tai N-kanavaan yhteensä neljää tyyppiä, mutta varsinainen soveltaminen vain tehostettua N -kanavan MOSFETit ja parannetut P-kanavan MOSFETit, joita yleensä kutsutaan NMOSFETiksi, tai PMOSFET viittaa niin yleisesti mainittuun NMOSFETiin tai PMOSFETiin viittaa näihin kahteen lajiin. Näissä kahdessa laajennetussa MOSFET-tyypissä NMOSFETejä käytetään yleisemmin niiden alhaisen päällekytkennän vastustuksen ja helpon valmistuksen vuoksi. Siksi NMOSFETejä käytetään yleisesti kytkentäteholähteissä ja moottorikäyttösovelluksissa, ja seuraava johdanto keskittyy myös NMOSFETeihin. loiskapasitanssi on olemassa kolmen nastan välilläMOSFET, jota ei tarvita, vaan pikemminkin valmistusprosessin rajoitusten vuoksi. Parasiittisen kapasitanssin läsnäolo tekee ohjainpiirin suunnittelusta tai valinnasta hieman hankalaa. Viemärin ja lähteen välissä on parasiittidiodi. Tätä kutsutaan runkodiodiksi ja se on tärkeä ohjattaessa induktiivisia kuormia, kuten moottoreita. Muuten, runkodiodi on vain yksittäisissä MOSFETeissä, eikä sitä yleensä ole IC-sirun sisällä.

NytMOSFETajaa pienjännitesovelluksia, kun käytetään 5V virtalähdettä, tällä kertaa jos käytät perinteistä toteeminaparakennetta, koska transistori on noin 0,7 V jännitehäviö, jolloin todellinen lopullinen lisätään porttiin jännite on vain 4,3 V. Tällä hetkellä valitsemme MOSFETin nimellishilajännitteeksi 4,5 V tiettyjen riskien perusteella. Sama ongelma ilmenee käytettäessä 3V:tä tai muita matalajännitteisiä virtalähteitä. Kaksoisjännitettä käytetään joissakin ohjauspiireissä, joissa logiikkaosio käyttää tyypillistä 5V tai 3,3V digitaalista jännitettä ja tehoosasto 12V tai jopa korkeampi. Kaksi jännitettä on kytketty yhteisellä maadolla. Tämä asettaa vaatimuksen käyttää piiriä, joka sallii pienjännitepuolen ohjata tehokkaasti MOSFETiä korkeajännitepuolella, kun taas MOSFET korkeajännitepuolella kohtaa samat kohdat 1 ja 2 mainitut ongelmat.

Kaikissa kolmessa tapauksessa toteeminaparakenne ei voi täyttää lähtövaatimuksia, ja monet valmiit MOSFET-ohjainpiirit eivät näytä sisältävän hilajännitteen rajoittavaa rakennetta. Tulojännite ei ole kiinteä arvo, se vaihtelee ajan tai muiden tekijöiden mukaan. Tämä vaihtelu saa aikaan sen, että PWM-piirin MOSFETille antama käyttöjännite on epävakaa. Jotta MOSFET olisi suojattu korkeilta hilajännitteiltä, ​​monissa MOSFET:issä on sisäänrakennetut jännitesäätimet, jotka rajoittavat voimakkaasti hilajännitteen amplitudia. Tässä tapauksessa, kun käyttöjännite tarjosi enemmän kuin jännitesäädin, se aiheuttaa samanaikaisesti suuren staattisen virrankulutuksen, jos käytät yksinkertaisesti vastuksen jännitteenjakajan periaatetta hilajännitteen vähentämiseen, on suhteellisen korkea. tulojännite,MOSFETtoimii hyvin, kun taas tulojännite pienenee, kun hilajännite ei riitä aiheuttamaan alle täydellistä johtumista, mikä lisää virrankulutusta.

Suhteellisen yleinen piiri tässä vain NMOSFET-ohjainpiirille tehdä yksinkertainen analyysi: Vl ja Vh ovat low-end ja high-end virtalähde, kaksi jännitettä voivat olla samat, mutta Vl ei saa ylittää Vh. Q1 ja Q2 muodostavat käänteisen toteemipavan, jota käytetään eristyksen toteuttamiseen ja samalla varmistamaan, että kaksi ohjausputkea Q3 ja Q4 eivät ole samanaikaisia. R2 ja R3 tarjoavat PWM-jännitteen R2 ja R3 tarjoavat PWM-jänniteviittauksen, muuttamalla tätä viittausta, voit antaa piirin toimia PWM-signaalin aaltomuodossa on suhteellisen jyrkkä ja suora. Q3:a ja Q4:ää käytetään tuottamaan käyttövirta, päälläoloajasta johtuen, Q3 ja Q4 suhteessa Vh:hen ja GND:hen ovat vain pienin Vce-jännitehäviö, tämä jännitehäviö on yleensä vain noin 0,3 V, paljon pienempi. kuin 0,7 V Vce R5 ja R6 ovat takaisinkytkentävastuksia, joita käytetään hilalle R5 ja R6 ovat takaisinkytkentävastuksia, joita käytetään ottamaan näytteitä hilajännitteestä, joka sitten ohjataan Q5:n läpi generoimaan vahva negatiivinen takaisinkytkentä Q1:n ja Q2:n kantaan, mikä rajoittaa hilajännitteen äärelliseen arvoon. Tätä arvoa voidaan säätää R5:llä ja R6:lla. Lopuksi R1 rajoittaa kantavirran Q3:een ja Q4:ään ja R4 rajoittaa hilavirtaa MOSFETeihin, mikä on Q3Q4:n jään rajoitus. R4:n yläpuolelle voidaan tarvittaessa kytkeä kiihdytyskondensaattori.