Küçük voltajlı MOSFET'lerin rolü nedir?

Birçok çeşidi varMOSFET'ler, esas olarak bağlantı MOSFET'leri ve yalıtımlı kapı MOSFET'leri iki kategoriye ayrılmıştır ve hepsinde N-kanal ve P-kanal noktaları bulunur.

MOSFET olarak adlandırılan Metal-Oksit-Yarıiletken Alan Etkili Transistör, tükenme tipi MOSFET ve geliştirme tipi MOSFET olarak ikiye ayrılır.

MOSFET'ler ayrıca tek kapılı ve çift kapılı tüplere bölünmüştür. Çift kapılı MOSFET, seri bağlı iki tek kapılı MOSFET'in eşdeğer yapısından iki bağımsız G1 ve G2 kapısına sahiptir ve çıkış akımı, iki kapı voltaj kontrolü ile değişir. Çift kapılı MOSFET'lerin bu özelliği, yüksek frekanslı yükselteçler, kazanç kontrol yükselteçleri, karıştırıcılar ve demodülatörler olarak kullanıldığında büyük kolaylık sağlar.

1, MOSFETtürü ve yapısı

MOSFET bir tür FET'tir (başka bir tür JFET'tir), geliştirilmiş veya tükenme tipi, P-kanallı veya N-kanallı toplam dört tipte üretilebilir, ancak yalnızca geliştirilmiş N-kanallı MOSFET ve geliştirilmiş P-kanalının teorik uygulamasıdır. Genellikle NMOS veya PMOS olarak adlandırılan kanal MOSFET, bu iki türü ifade eder. Tüketim tipi MOSFET'lerin neden kullanılmadığına gelince, kök nedenin araştırılmasını önermeyin. İki geliştirilmiş MOSFET ile ilgili olarak, daha yaygın olarak kullanılan NMOS'tur, bunun nedeni, direncin küçük olması ve üretiminin kolay olmasıdır. Bu nedenle güç kaynağı ve motor sürücü uygulamalarının değiştirilmesi genellikle NMOS'u kullanır. aşağıdaki alıntı, aynı zamanda daha fazla NMOS tabanlı. Üç pin arasında MOSFET parazitik kapasitansının üç pini var, bu bizim ihtiyacımız değil, ancak üretim süreci sınırlamaları nedeniyle. Biraz zaman kazanmak için sürücü devresinin tasarımında veya seçiminde parazitik kapasitansın varlığı, ancak bundan kaçınmanın bir yolu yoktur ve ardından ayrıntılı bir giriş yapılır. MOSFET şematik diyagramında parazitik bir diyot arasındaki drenaj ve kaynak görülebilir. Buna vücut diyotu denir, rasyonel yüklerin sürülmesinde bu diyot çok önemlidir. Bu arada, gövde diyotu yalnızca tek bir MOSFET'te bulunur, genellikle entegre devre çipinin içinde bulunmaz.

2, MOSFET iletim özellikleri

İletimin önemi bir anahtar gibidir, bir anahtar kapatmaya eşdeğerdir. NMOS özellikleri, belirli bir değerden büyük Vgs iletecektir, kaynağın topraklandığı (düşük uçlu sürücü) durumda kullanıma uygundur, yalnızca kapı voltajı gelir 4V veya 10V.PMOS özelliklerinde, belirli bir değerin altındaki Vgs iletilecektir ve kaynağın VCC'ye (ileri teknoloji sürücü) bağlı olması durumunda kullanıma uygundur.

Bununla birlikte, elbette, PMOS'un üst düzey bir sürücü olarak kullanımı çok kolay olabilir, ancak direnç, pahalı, daha az sayıda değişim türü ve diğer nedenlerden dolayı, üst düzey sürücüde genellikle hala NMOS kullanılır.

3, MOSFETanahtarlama kaybı

İster NMOS ister PMOS olsun açma direnci oluştuktan sonra akım bu dirençte enerji tüketeceği için tüketilen enerjinin bu kısmına açma direnci kaybı denir. Açık direnci küçük olan bir MOSFET'in seçilmesi direnç kaybını azaltacaktır. Her zamanki düşük güçlü MOSFET'in açık direnci genellikle onlarca miliohm düzeyindedir, orada birkaç miliohm vardır. MOS'un açma ve kesme zamanlarında, MOS'un karşısındaki voltajın anlık olarak tamamlanmasında bir düşme süreci yoktur, akan akım bir yükselme sürecinden geçer, bu süre içerisinde MOSFET'in kaybı olur. gerilim ve akımın çarpımına anahtarlama kaybı denir. Genellikle anahtarlama kaybı iletim kaybından çok daha büyüktür ve anahtarlama frekansı ne kadar hızlı olursa kayıp da o kadar büyük olur. İletim anında gerilim ve akımın büyük bir ürünü büyük bir kayıp oluşturur. Anahtarlama süresinin kısaltılması her iletimdeki kaybı azaltır; Anahtarlama frekansının azaltılması birim zamandaki anahtarlama sayısını azaltır. Her iki yaklaşım da anahtarlama kaybını azaltabilir.

 
4, MOSFET sürücüsü

Bipolar transistörlerle karşılaştırıldığında, MOSFET'in iletilmesini sağlamak için genellikle herhangi bir akımın gerekli olmadığı, yalnızca GS voltajının belirli bir değerin üzerinde olduğu varsayılır. Bunu yapmak kolaydır ancak hıza da ihtiyacımız vardır. MOSFET'in yapısında GS, GD arasında parazitik bir kapasitans olduğunu görebilirsiniz ve MOSFET'in sürülmesi teorik olarak kapasitansın şarj edilmesi ve boşaltılmasıdır. Kondansatörün şarj edilmesi bir akım gerektirir ve kondansatörün anında şarj edilmesi kısa devre olarak görülebileceğinden anlık akım yüksek olacaktır. MOSFET sürücü seçiminde/tasarımında dikkat edilmesi gereken ilk husus anlık kısa devre akımının sağlanabileceği boyuttur. Dikkat edilmesi gereken ikinci husus, genellikle üst düzey NMOS sürücülerinde kullanılan, isteğe bağlı olarak kapı voltajının kaynak voltajından daha büyük olmasıdır. Üst düzey sürücü MOS tüp iletim kaynağı voltajı ve boşaltma voltajı (VCC) aynıdır, bu nedenle kapı voltajı VCC'den 4V veya 10V'dir. Aynı sistemde VCC'den daha büyük bir voltaj elde etmek için özel bir yükseltme devresine ihtiyacımız olduğunu varsayarsak. Çoğu motor sürücüsü entegre şarj pompasına sahiptir, MOSFET'i sürmek için yeterli kısa devre akımını elde etmek amacıyla dikkat edilmesi gereken uygun harici kondansatörün seçilmesidir. Yukarıda bahsedilen MOSFET'lerde yaygın olarak kullanılan 4V veya 10V voltajın tasarımında elbette belli bir marjın olması gerekir. Gerilim ne kadar yüksek olursa, açık durum hızı o kadar hızlı ve açık durum direnci o kadar düşük olur. Genellikle farklı kategorilerde kullanılan daha küçük durum gerilimli MOSFET'ler de vardır, ancak 12V otomotiv elektroniği sistemlerinde sıradan 4V açık durum yeterlidir.

MOSFET'in ana parametreleri aşağıdaki gibidir:

1. kapı kaynağı arıza voltajı BVGS - kapı kaynağı voltajının arttırılması sürecinde, böylece kapı akımı IG sıfırdan VGS'de keskin bir artışa başlar, kapı kaynağı arıza voltajı BVGS olarak bilinir.

2. açma voltajı VT - açma voltajı (eşik voltajı olarak da bilinir): kaynak S'yi yapın ve iletken kanalın başlangıcı arasındaki drenaj D, gerekli kapı voltajını oluşturur; - standartlaştırılmış N-kanallı MOSFET, VT yaklaşık 3 ~ 6V'dir; - İyileştirme işleminden sonra MOSFET VT değerini 2 ~ 3V'a düşürebilirsiniz.

3. Drenaj arıza voltajı BVDS - VGS = 0 (güçlendirilmiş) koşulu altında, drenaj voltajının arttırılması sürecinde, böylece VDS drenaj arıza voltajı olarak adlandırıldığında ID önemli ölçüde artmaya başlar BVDS - ID nedeniyle önemli ölçüde arttı aşağıdaki iki husus:

(1) boşaltma elektrodu yakınındaki tükenme katmanının çığla parçalanması

(2) drenaj kaynağı kutuplar arası penetrasyon arızası - bazı küçük voltaj MOSFET'leri, kanal uzunluğu kısadır, zaman zaman VDS'yi arttırmak, tükenme katmanının drenaj bölgesinin zaman zaman kaynak bölgeye genişlemesini sağlayacaktır. böylece sıfır kanal uzunluğu, yani drenaj-kaynak penetrasyonu, penetrasyon, taşıyıcıların çoğunluğunun kaynak bölgesi, kaynak bölgesi, elektrik alanının absorpsiyonunun tükenme katmanına dayanacak şekilde düz olacaktır, sızıntı bölgesine ulaşmak, bunun sonucunda büyük bir kimlikte.

4. DC giriş direnci RGS - yani, kapı kaynağı ile kapı akımı arasına eklenen voltajın oranı, bu karakteristik bazen kapıdan akan kapı akımı cinsinden ifade edilir MOSFET'in RGS'si kolaylıkla 1010Ω'u aşabilir. 5.

5. VDS'deki düşük frekanslı geçiş iletkenliği gm koşullarının sabit bir değeri için, drenaj akımının mikro değişkenliği ve bu değişikliğin neden olduğu geçit kaynağı voltajı mikro değişkenliği, geçit kaynağı voltajının üzerindeki kontrolünü yansıtan geçiş iletkenliği gm olarak adlandırılır. drenaj akımının amacı, MOSFET amplifikasyonunun önemli bir parametre olduğunu, genellikle birkaç ila birkaç mA / V aralığında olduğunu göstermektir. MOSFET, 1010Ω'u kolaylıkla aşabilir.