Büyük Paket MOSFET Sürücü Devresi

Her şeyden önce, MOSFET tipi ve yapısı, MOSFET bir FET'tir (diğeri JFET'tir), geliştirilmiş veya tükenme tipi, P-kanalı veya N-kanalı olmak üzere toplam dört tipte üretilebilir, ancak gerçek uygulama yalnızca geliştirilmiş N'dir. -kanallı MOSFET'ler ve geliştirilmiş P-kanallı MOSFET'ler, genellikle NMOSFET olarak anılırlar veya PMOSFET, genellikle bahsedilen NMOSFET'i ifade eder veya PMOSFET bu iki türü ifade eder. Bu iki tip geliştirilmiş MOSFET için NMOSFET'ler, düşük dirençleri ve üretim kolaylıkları nedeniyle daha yaygın olarak kullanılır. Bu nedenle, NMOSFET'ler genellikle güç kaynağı ve motor sürücü uygulamalarının değiştirilmesinde kullanılır ve aşağıdaki giriş de NMOSFET'lere odaklanmaktadır. üç pimi arasında parazitik kapasitans mevcuttur.MOSFETbu gerekli değildir, bunun yerine üretim sürecinin sınırlamalarından kaynaklanmaktadır. Parazit kapasitansın varlığı, bir sürücü devresi tasarlamayı veya seçmeyi biraz zorlaştırır. Drenaj ve kaynak arasında parazitik bir diyot vardır. Buna vücut diyotu denir ve motorlar gibi endüktif yüklerin çalıştırılmasında önemlidir. Bu arada, vücut diyotu yalnızca bireysel MOSFET'lerde bulunur ve genellikle bir IC çipinin içinde mevcut değildir.

ŞimdiMOSFETDüşük voltajlı uygulamaları çalıştırırken, 5V güç kaynağı kullanıldığında, bu sefer geleneksel totem kutup yapısını kullanırsanız, transistör nedeniyle yaklaşık 0,7V voltaj düşüşü olur, bu da kapıya eklenen gerçek nihai voltajın sadece olmasıyla sonuçlanır. 4,3 V. Bu noktada belirli risklerin varlığı üzerine MOSFET'in nominal kapı voltajını 4,5V olarak seçiyoruz. Aynı sorun 3V veya diğer düşük voltajlı güç kaynağı durumlarında da ortaya çıkar. Mantık bölümünün tipik 5V veya 3,3V dijital voltaj kullandığı ve güç bölümünün 12V veya daha yüksek bir dijital voltaj kullandığı bazı kontrol devrelerinde çift voltaj kullanılır. İki voltaj ortak bir toprak kullanılarak bağlanır. Bu, düşük voltaj tarafının yüksek voltaj tarafındaki MOSFET'i etkili bir şekilde kontrol etmesine izin veren bir devre kullanma zorunluluğunu getirirken, yüksek voltaj tarafındaki MOSFET 1 ve 2'de belirtilen sorunların aynısıyla karşı karşıya kalacaktır.

Her üç durumda da, totem direği yapısı çıkış gereksinimlerini karşılayamıyor ve kullanıma hazır MOSFET sürücü IC'lerinin çoğu, geçit voltajı sınırlama yapısını içermiyor gibi görünüyor. Giriş voltajı sabit bir değer değildir, zamana veya diğer faktörlere göre değişir. Bu değişiklik, PWM devresi tarafından MOSFET'e sağlanan sürücü voltajının kararsız olmasına neden olur. MOSFET'i yüksek geçit gerilimlerinden korumak için birçok MOSFET'te geçit geriliminin genliğini güçlü bir şekilde sınırlayan yerleşik gerilim regülatörleri bulunur. Bu durumda, sürücü voltajı voltaj regülatöründen daha fazla sağlandığında, aynı zamanda büyük bir statik güç tüketimine neden olacaktır; eğer basitçe kapı voltajını azaltmak için direnç voltaj bölücü prensibini kullanırsanız, nispeten yüksek bir statik güç tüketimi olacaktır. giriş voltajı,MOSFETiyi çalışır, kapı voltajı tam iletimden daha azına neden olmak için yetersiz olduğunda giriş voltajı azalır, böylece güç tüketimi artar.

Buradaki nispeten ortak devre sadece NMOSFET sürücü devresi için basit bir analiz yapmaktır: Vl ve Vh düşük uç ve üst uç güç kaynağıdır, iki voltaj aynı olabilir, ancak Vl Vh'yi aşmamalıdır. Q1 ve Q2, izolasyonu gerçekleştirmek için kullanılan ve aynı zamanda iki sürücü tüpü Q3 ve Q4'ün aynı anda iletim yapmamasını sağlamak için kullanılan ters bir totem direği oluşturur. R2 ve R3 bir PWM voltajı sağlar R2 ve R3, PWM voltaj referansı sağlar, bu referansı değiştirerek devrenin PWM sinyal dalga formunda nispeten dik ve düz pozisyonda çalışmasına izin verebilirsiniz. Q3 ve Q4, sürücü akımını sağlamak için kullanılır, açık kalma süresi nedeniyle, Q3 ve Q4, Vh ve GND'ye göre yalnızca minimum bir Vce voltaj düşüşüdür, bu voltaj düşüşü genellikle yalnızca 0,3V kadardır, çok daha düşüktür 0,7V'den daha fazla Vce R5 ve R6, kapı için kullanılan geri besleme dirençleridir. R5 ve R6, kapı voltajını örneklemek için kullanılan geri besleme dirençleridir; bu daha sonra Q5'ten geçirilerek güçlü bir negatif geri besleme oluşturulur. Q1 ve Q2, böylece geçit voltajını sonlu bir değerle sınırlandırır. Bu değer R5 ve R6 ile ayarlanabilir. Son olarak R1, temel akımın Q3 ve Q4'e sınırlandırılmasını sağlar ve R4, Q3Q4'ün Buzunun sınırlaması olan MOSFET'lere kapı akımının sınırlandırılmasını sağlar. Gerekirse R4'ün üzerine paralel olarak bir hızlanma kapasitörü bağlanabilir.