Kako rade poboljšani MOSFET-ovi

Prilikom dizajniranja sklopa za napajanje ili pogon motora pomoću inkapsuliranih MOSFET-ova, većina ljudi uzima u obzir otpor MOS-a, maksimalni napon, itd., maksimalnu struju, itd., a ima mnogo onih koji uzimaju u obzir samo ove faktore. Takva kola mogu raditi, ali nisu izvrsna i nisu dozvoljena kao formalni dizajn proizvoda.

Slijedi mali sažetak osnova MOSFET-a iMOSFETupravljačka kola, na koja se pozivam na brojne izvore, nisu svi originalni. Uključujući uvođenje MOSFET-a, karakteristika, pogonskih i aplikacijskih kola. Pakovanje MOSFET tipovi i spojevi MOSFET je FET (još jedan JFET), može se proizvesti u poboljšani ili osiromašeni tip, P-kanalni ili N-kanalni ukupno četiri tipa, ali stvarna primjena samo poboljšanog N-kanalnog MOSFET-a i poboljšanog P -kanalni MOSFET, koji se obično naziva NMOS, ili PMOS se odnosi na ove dvije vrste.

Što se tiče zašto ne koristiti MOSFET tipa iscrpljivanja, nije preporučljivo doći do dna toga. Za ova dva tipa MOSFET-a za poboljšanje, NMOS se češće koristi zbog svoje niske otpornosti i lakoće izrade. Dakle, prebacivanje napajanja i motornih pogona, uglavnom koriste NMOS. sljedeći uvod, ali i višeNMOS-based.

MOSFET-ovi imaju parazitski kapacitet između tri pina, što nije potrebno, ali zbog ograničenja proizvodnog procesa. Postojanje parazitne kapacitivnosti u dizajnu ili odabiru pogonskog kola predstavlja određene probleme, ali ne postoji način da se izbjegne, a zatim detaljno opiše. Kao što možete vidjeti na MOSFET shemi, između drena i izvora postoji parazitna dioda.

Ovo se naziva karoserija dioda i važna je u pokretanju induktivnih opterećenja kao što su motori. Inače, tjelesna dioda je prisutna samo kod pojedincaMOSFETsi obično nije prisutan unutar čipa integrisanog kola. MOSFET UKLJUČEN KarakteristikeOn znači da djeluje kao prekidač, što je ekvivalentno zatvaranju prekidača.

NMOS karakteristike, Vgs veći od određene vrijednosti će provoditi, pogodan za upotrebu u slučaju kada je izvor uzemljen (low-end drive), sve dok je napon gejta 4V ili 10V. PMOS karakteristike, Vgs manji od određene vrijednosti će provoditi, pogodan za upotrebu u slučaju kada je izvor povezan na VCC (high-end drive). Međutim, iako se PMOS može lako koristiti kao high end drajver, NMOS se obično koristi u high end drajverima zbog velikog otpora, visoke cijene i nekoliko tipova zamjene.

Pakovanje MOSFET sklopne cijevi gubitak, bilo da je NMOS ili PMOS, nakon provodljivosti postoji on-otpor postoji, tako da će struja trošiti energiju u ovom otporu, ovaj dio potrošene energije naziva se provodnički gubitak. Odabir MOSFET-a sa malim otporom na uključenje će smanjiti gubitak provodljivosti. Danas je otpor na uključenje MOSFET-a male snage općenito oko desetina milioma, a dostupno je i nekoliko miljoma. MOS ne smije biti završen u trenutku kada provodi i prekida. Napon na obje strane MOS-a ima proces opadanja, a struja koja teče kroz njega ima proces povećanja. Za to vrijeme, gubitak MOSFET-a je proizvod napona i struje, što se naziva komutacijski gubitak. Obično je komutacijski gubitak mnogo veći od gubitka provodljivosti, a što je brža frekvencija prebacivanja, veći je gubitak. Umnožak napona i struje u trenutku provođenja je vrlo velik, što rezultira velikim gubicima.

Skraćivanje vremena uključivanja smanjuje gubitak pri svakoj provodljivosti; smanjenjem frekvencije prebacivanja smanjuje se broj prekidača po jedinici vremena. Oba ova pristupa mogu smanjiti komutacijske gubitke. Umnožak napona i struje u trenutku provođenja je velik, a rezultirajući gubitak je također velik. Skraćivanje vremena uključivanja može smanjiti gubitak pri svakoj provodljivosti; smanjenjem frekvencije prebacivanja može se smanjiti broj prekidača po jedinici vremena. Oba ova pristupa mogu smanjiti komutacijske gubitke. Vožnja U poređenju sa bipolarnim tranzistorima, generalno se veruje da nije potrebna struja za uključivanje upakovanog MOSFET-a, sve dok je GS napon iznad određene vrednosti. To je lako učiniti, međutim, potrebna nam je i brzina. Struktura inkapsuliranog MOSFET-a može se vidjeti u prisustvu parazitske kapacitivnosti između GS, GD, a pogon MOSFET-a je, u stvari, punjenje i pražnjenje kapacitivnosti. Za punjenje kondenzatora potrebna je struja, jer se trenutno punjenje kondenzatora može posmatrati kao kratki spoj, pa će trenutna struja biti veća. Prva stvar koju treba obratiti pažnju pri odabiru/dizajniranju MOSFET drajvera je veličina trenutne struje kratkog spoja koja se može osigurati.

Druga stvar koju treba napomenuti je da, generalno korišten u high-end drajvima NMOS, on-time napon gejta mora biti veći od napona izvora. High-end drive MOSFET provodni izvorni napon i napon odvoda (VCC) su isti, tako da je napon na kapiji od VCC 4 V ili 10 V. Ako je u istom sistemu, da bismo dobili veći napon od VCC, moramo se specijalizirati za kola za pojačavanje. Mnogi drajveri motora imaju integrisane pumpe za punjenje, važno je napomenuti da bi trebalo da izaberete odgovarajući eksterni kapacitet, kako biste dobili dovoljno struje kratkog spoja za pokretanje MOSFET-a. 4V ili 10V se obično koristi u uključenom naponu MOSFET-a, naravno, dizajn mora imati određenu marginu. Što je napon veći, to je veća brzina uključenog stanja i manji otpor u uključenom stanju. Danas postoje MOSFET-ovi sa manjim naponom uključenog stanja koji se koriste u različitim oblastima, ali u 12V automobilskim elektronskim sistemima, generalno je dovoljno 4V uključeno stanje. MOSFET pogonsko kolo i njegov gubitak.