Koji su scenariji primjene MOSFET-a?

MOSFET-i se široko koriste u analognim i digitalnim kolima i usko su povezani s našim životima. Prednosti MOSFET-a su: pogonsko kolo je relativno jednostavno. MOSFET-i zahtijevaju mnogo manju pogonsku struju od BJT-a i obično se mogu pokretati direktno preko CMOS-a ili otvorenog kolektora TTL upravljačka kola. Drugo, MOSFET-ovi se brže prebacuju i mogu raditi pri većim brzinama jer nema efekta skladištenja punjenja. Osim toga, MOSFET-ovi nemaju mehanizam sekundarnog kvara. Što je viša temperatura, često je veća izdržljivost, to je manja mogućnost termičkog sloma, ali i u širem temperaturnom rasponu kako bi se obezbijedile bolje performanse. MOSFET-ovi su korišćeni u velikom broju aplikacija, u potrošačkoj elektronici, industrijskim proizvodima, elektromehaničkim oprema, pametni telefoni i drugi prenosivi digitalni elektronski proizvodi mogu se naći svuda.

 

Analiza slučaja MOSFET aplikacije

1、Prebacivanje aplikacija za napajanje

Po definiciji, ova aplikacija zahtijeva da MOSFET-ovi provode i periodično se gase. Istovremeno, postoje desetine topologija koje se mogu koristiti za prebacivanje napajanja, kao što je DC-DC napajanje koje se obično koristi u osnovnom buck pretvaraču oslanja se na dva MOSFET-a za obavljanje funkcije prebacivanja, ovi prekidači naizmjenično u induktoru za pohranu energije, a zatim otvorite energiju opterećenju. Trenutno dizajneri često biraju frekvencije u stotinama kHz, pa čak i iznad 1MHz, zbog činjenice da što je frekvencija veća, to su magnetne komponente manje i lakše. Drugi najvažniji MOSFET parametri u prekidačkim izvorima napajanja uključuju izlazni kapacitet, granični napon, impedanciju kapije i energiju lavine.

 

2, aplikacije za kontrolu motora

Aplikacije za kontrolu motora su još jedno područje primjene snageMOSFETs. Tipični polumosni upravljački krugovi koriste dva MOSFET-a (puni most koristi četiri), ali vrijeme isključenja dva MOSFET-a (mrtvo vrijeme) je jednako. Za ovu aplikaciju, vrijeme povratnog oporavka (trr) je vrlo važno. Prilikom upravljanja induktivnim opterećenjem (kao što je namotaj motora), upravljački krug prebacuje MOSFET u krugu mosta u stanje isključeno, u kom trenutku drugi prekidač u krugu mosta privremeno preokreće struju kroz diodu tijela u MOSFET-u. Tako struja ponovo cirkuliše i nastavlja da napaja motor. Kada prvi MOSFET ponovo provede, naboj pohranjen u drugoj MOSFET diodi mora biti uklonjen i ispražnjen kroz prvi MOSFET. Ovo je gubitak energije, pa što je trr kraći, to je manji gubitak.

 

3, automobilske aplikacije

Upotreba energetskih MOSFET-a u automobilskim aplikacijama brzo je rasla u posljednjih 20 godina. SnagaMOSFETje odabran jer može izdržati prolazne visokonaponske pojave uzrokovane uobičajenim automobilskim elektronskim sistemima, kao što su rasterećenje i nagle promjene u energiji sistema, a njegovo pakiranje je jednostavno, uglavnom koristeći TO220 i TO247 pakete. Istovremeno, aplikacije kao što su električni prozori, ubrizgavanje goriva, povremeni brisači i tempomat postupno postaju standard u većini automobila, a slični uređaji za napajanje su potrebni u dizajnu. Tokom ovog perioda, MOSFET-ovi za automobilsku snagu su evoluirali kako su motori, solenoidi i injektori za gorivo postali popularniji.

 

MOSFET-ovi koji se koriste u automobilskim uređajima pokrivaju širok raspon napona, struja i otpornosti. Uređaji za kontrolu motora premošćuju konfiguracije koristeći modele probojnog napona od 30V i 40V, uređaji od 60V se koriste za pogon opterećenja gdje se moraju kontrolirati iznenadno rasterećenje opterećenja i uvjeti pokretanja prenapona, a tehnologija od 75V je potrebna kada se industrijski standard prebaci na sisteme baterija od 42V. Uređaji visokog pomoćnog napona zahtijevaju upotrebu modela od 100V do 150V, a MOSFET uređaji iznad 400V se koriste u pogonskim jedinicama motora i upravljačkim krugovima za prednja svjetla visokog intenziteta pražnjenja (HID).

 

Automobilske struje MOSFET pogona kreću se od 2A do preko 100A, sa otporom uključenja u rasponu od 2mΩ do 100mΩ. MOSFET opterećenja uključuju motore, ventile, lampe, komponente za grijanje, kapacitivne piezoelektrične sklopove i DC/DC izvore napajanja. Frekvencije prebacivanja se obično kreću od 10kHz do 100kHz, uz upozorenje da kontrola motora nije prikladna za prebacivanje frekvencija iznad 20kHz. Ostali glavni zahtevi su performanse UIS-a, radni uslovi na graničnoj temperaturi spoja (-40 stepeni do 175 stepeni, ponekad i do 200 stepeni) i visoka pouzdanost nakon životnog veka automobila.

 

4, LED lampe i fenjeri vozač

U dizajnu LED lampi i lampiona često se koristi MOSFET, za LED drajver konstantne struje, uglavnom se koristi NMOS. snaga MOSFET-a i bipolarnog tranzistora se obično razlikuje. Kapacitivnost kapije je relativno velika. Kondenzator se mora napuniti prije provođenja. Kada napon kondenzatora pređe granični napon, MOSFET počinje da provodi. Stoga je važno napomenuti tokom projektovanja da kapacitet nosivosti drajvera kapije mora biti dovoljno velik kako bi se osiguralo da se punjenje ekvivalentnog kapacitivnosti kapije (CEI) završi unutar vremena koje je potrebno sistemu.

 

Brzina prebacivanja MOSFET-a u velikoj mjeri ovisi o punjenju i pražnjenju ulaznog kapaciteta. Iako korisnik ne može smanjiti vrijednost Cin, ali može smanjiti vrijednost unutrašnjeg otpora izvora signala petlje gejta Rs, čime se smanjuju vremenske konstante punjenja i pražnjenja petlje vrata, kako bi se ubrzala brzina prebacivanja, opća sposobnost IC pogona se ovdje uglavnom odražava, kažemo da je izbor odMOSFETodnosi se na eksterne MOSFET pogonske sklopove konstantne struje. ugrađene MOSFET IC-ove ne treba uzeti u obzir. Uopšteno govoreći, eksterni MOSFET će se uzeti u obzir za struje veće od 1A. Da bi se dobila veća i fleksibilnija sposobnost LED napajanja, eksterni MOSFET je jedini način da se izabere IC mora biti vođen odgovarajućom sposobnošću, a ulazna kapacitivnost MOSFET-a je ključni parametar.