Si funksionojnë MOSFET-et e paketave të përmirësuara

Gjatë projektimit të një qarku të furnizimit me energji komutuese ose një qarku të lëvizjes së motorit duke përdorur MOSFET të kapsuluara, shumica e njerëzve marrin parasysh rezistencën e ndezur të MOS, tensionin maksimal, etj., rrymën maksimale, etj., dhe ka shumë që marrin parasysh vetëm këta faktorë. Qarqe të tilla mund të funksionojnë, por ato nuk janë të shkëlqyera dhe nuk lejohen si dizajne formale të produktit.

Më poshtë është një përmbledhje e vogël e bazave të MOSFET dheMOSFETqarqet drejtuese, të cilave u referohem një sërë burimesh, jo të gjitha origjinale. Përfshirë prezantimin e MOSFET-ve, karakteristikat, qarqet e disqeve dhe aplikimit. Llojet e paketimit MOSFET dhe kryqëzimi MOSFET është një FET (një tjetër JFET), mund të prodhohet në tip të zgjeruar ose të varfëruar, me kanal P ose në kanal N gjithsej katër lloje, por aplikimi aktual i vetëm MOSFET me kanal N të përmirësuar dhe P të zgjeruar. -kanali MOSFET, i referuar zakonisht si NMOS, ose PMOS u referohet këtyre dy llojeve.

Sa i përket pse të mos përdorni MOSFET të tipit të varfërimit, nuk rekomandohet të arrini në fund të tij. Për këto dy lloje të MOSFET-ve përmirësuese, NMOS përdoret më shpesh për shkak të rezistencës së tij të ulët dhe lehtësisë së prodhimit. Pra, ndërrimi i furnizimit me energji elektrike dhe aplikacionet e drejtimit të motorit, në përgjithësi përdorin NMOS. hyrjen e mëposhtme, por edhe më shumëNMOS- i bazuar.

MOSFET-ët kanë kapacitet parazitar midis tre kunjave, gjë që nuk është e nevojshme, por për shkak të kufizimeve të procesit të prodhimit. Ekzistenca e kapacitetit parazitar në hartimin ose përzgjedhjen e qarkut të makinës është një problem, por nuk ka asnjë mënyrë për të shmangur, dhe më pas përshkruhet në detaje. Siç mund ta shihni në skemën MOSFET, ekziston një diodë parazitare midis kullimit dhe burimit.

Kjo quhet diodë e trupit dhe është e rëndësishme në drejtimin e ngarkesave induktive siç janë motorët. Nga rruga, dioda e trupit është e pranishme vetëm në individMOSFETdhe zakonisht nuk është i pranishëm brenda çipit të qarkut të integruar.MOSFET ON KarakteristikaOn do të thotë të veprojë si ndërprerës, i cili është i barabartë me mbylljen e ndërprerësit.

Karakteristikat NMOS, Vgs më të mëdha se një vlerë e caktuar do të kryejë, të përshtatshme për përdorim në rastin kur burimi është i tokëzuar (maksimumi i nivelit të ulët), për aq kohë sa tensioni i portës është 4V ose 10V. Karakteristikat e PMOS, Vgs më pak se një vlerë e caktuar do të kryejë, të përshtatshme për përdorim në rastin kur burimi është i lidhur me VCC (disk i nivelit të lartë). Sidoqoftë, megjithëse PMOS mund të përdoret lehtësisht si një drejtues i nivelit të lartë, NMOS zakonisht përdoret në drejtuesit e nivelit të lartë për shkak të rezistencës së madhe, çmimit të lartë dhe disa llojeve të zëvendësimit.

Paketimi i humbjes së tubit komutues MOSFET, pavarësisht nëse është NMOS ose PMOS, pas përcjelljes ekziston rezistenca e ndezur, kështu që rryma do të konsumojë energji në këtë rezistencë, kjo pjesë e energjisë së konsumuar quhet humbje përçueshmërie. Zgjedhja e një MOSFET me një rezistencë të vogël të ndezjes do të reduktojë humbjen e përcjellshmërisë. Në ditët e sotme, rezistenca në lëvizje e MOSFET me fuqi të vogël është përgjithësisht rreth dhjetëra miliohm, dhe disa miliohm janë gjithashtu të disponueshme. MOS nuk duhet të përfundojë në një çast kur përçohet dhe shkëputet. Tensioni në të dy anët e MOS ka një procesi i zvogëlimit, dhe rryma që kalon nëpër të ka një proces të rritjes. Gjatë kësaj kohe, humbja e MOSFET-it është produkt i tensionit dhe rrymës, që quhet humbje komutuese. Zakonisht humbja e komutimit është shumë më e madhe se humbja e përcjelljes, dhe sa më e shpejtë të jetë frekuenca e ndërrimit, aq më e madhe është humbja. Produkti i tensionit dhe rrymës në momentin e përcjelljes është shumë i madh, duke rezultuar në humbje të mëdha.

Shkurtimi i kohës së ndërrimit zvogëlon humbjen në çdo përcjellje; zvogëlimi i frekuencës së ndërrimit zvogëlon numrin e ndërprerësve për njësi të kohës. Të dyja këto qasje mund të zvogëlojnë humbjet e ndërrimit. Produkti i tensionit dhe rrymës në momentin e përcjelljes është i madh, dhe humbja që rezulton është gjithashtu e madhe. Shkurtimi i kohës së ndërrimit mund të zvogëlojë humbjen në çdo përcjellje; ulja e frekuencës së ndërrimit mund të zvogëlojë numrin e ndërprerësve për njësi të kohës. Të dyja këto qasje mund të zvogëlojnë humbjet e ndërrimit. Drejtimi Krahasuar me transistorët bipolarë, përgjithësisht besohet se nuk kërkohet rrymë për të ndezur një MOSFET të paketuar, për sa kohë që voltazhi GS është mbi një vlerë të caktuar. Kjo është e lehtë për t'u bërë, megjithatë, ne gjithashtu kemi nevojë për shpejtësi. Struktura e MOSFET-it të kapsuluar mund të shihet në prani të kapacitetit parazitar midis GS, GD, dhe drejtimi i MOSFET është, në fakt, ngarkimi dhe shkarkimi i kapacitetit. Ngarkimi i kondensatorit kërkon një rrymë, sepse ngarkimi i kondensatorit në çast mund të shihet si një qark i shkurtër, kështu që rryma e menjëhershme do të jetë më e madhe. Gjëja e parë që duhet të vini re kur zgjidhni/dizajnoni një drejtues MOSFET është madhësia e rrymës së menjëhershme të qarkut të shkurtër që mund të sigurohet.

Gjëja e dytë që duhet të theksohet është se, e përdorur përgjithësisht në NMOS me makinë të nivelit të lartë, voltazhi i portës në kohë duhet të jetë më i madh se voltazhi i burimit. Tensioni i burimit të përçueshmërisë MOSFET të makinës së nivelit të lartë dhe tensioni i kullimit (VCC) është i njëjtë, kështu që tensioni i portës se VCC 4 V ose 10 V. Nëse në të njëjtin sistem, për të marrë një tension më të madh se VCC, duhet të specializojmë në qarqet përforcuese. Shumë drejtues motorësh kanë pompa ngarkimi të integruara, është e rëndësishme të theksohet se duhet të zgjidhni kapacitetin e duhur të jashtëm, në mënyrë që të merrni rrymë të mjaftueshme të qarkut të shkurtër për të drejtuar MOSFET. 4V ose 10V përdoret zakonisht në tensionin në gjendje të MOSFET, natyrisht, dizajni duhet të ketë një diferencë të caktuar. Sa më i lartë të jetë voltazhi, aq më e shpejtë është shpejtësia në gjendje dhe aq më e ulët është rezistenca në gjendje. Në ditët e sotme, ka MOSFET me tension më të vogël në gjendje të përdorur në fusha të ndryshme, por në sistemet elektronike të automobilave 12V, përgjithësisht mjafton 4V në gjendje. Qarku i lëvizjes MOSFET dhe humbja e tij.