Gonilno vezje MOSFET velikega paketa

Prvič, vrsta in struktura MOSFET, MOSFET je FET (drugi je JFET), se lahko izdela v izboljšan ali osiromašen tip, P-kanal ali N-kanal skupaj štiri vrste, vendar dejanska uporaba samo izboljšanega N -kanalni MOSFET in izboljšani P-kanalni MOSFET, tako običajno imenovani NMOSFET ali PMOSFET, se nanaša na tako običajno omenjeni NMOSFET ali PMOSFET se nanaša na ti dve vrsti. Za ti dve vrsti izboljšanih MOSFET-ov se pogosteje uporabljajo NMOSFET-ji zaradi njihovega nizkega upora in enostavne izdelave. Zato se NMOSFET-ji običajno uporabljajo v aplikacijah za stikalno napajanje in motorne pogone, naslednji uvod pa se osredotoča tudi na NMOSFET-je. parazitna kapacitivnost obstaja med tremi zatičiMOSFET, ki ni potreben, pač pa zaradi omejitev proizvodnega procesa. Zaradi prisotnosti parazitske kapacitivnosti je načrtovanje ali izbira gonilnega vezja nekoliko težavno. Med odtokom in izvorom je parazitna dioda. To se imenuje telesna dioda in je pomembna pri pogonu induktivnih bremen, kot so motorji. Mimogrede, ohišje diode je prisotno samo v posameznih MOSFET-ih in običajno ni prisotno v čipu IC.

Zdaj paMOSFETpogon nizkonapetostnih aplikacij, pri uporabi 5V napajalnika, tokrat, če uporabljate tradicionalno strukturo totemskega droga, je zaradi tranzistorja približno 0,7V napetostni padec, kar povzroči dejanski končni dodan vratom na napetosti le 4,3 V. Trenutno izberemo nazivno napetost vrat 4,5 V MOSFET-a glede na obstoj določenih tveganj. Ista težava se pojavi pri uporabi 3V ali drugih nizkonapetostnih napajalnih priložnostih. Dvojna napetost se uporablja v nekaterih krmilnih vezjih, kjer logični del uporablja običajno digitalno napetost 5 V ali 3,3 V, napajalni del pa 12 V ali celo več. Obe napetosti sta povezani s skupno maso. To zahteva uporabo vezja, ki nizkonapetostni strani omogoča učinkovito krmiljenje MOSFET-a na visokonapetostni strani, medtem ko se MOSFET na visokonapetostni strani sooča z enakimi težavami, omenjenimi v 1 in 2.

V vseh treh primerih struktura totemskega droga ne more izpolniti izhodnih zahtev in zdi se, da številni IC gonilniki MOSFET, ki so že na voljo, ne vključujejo strukture za omejevanje napetosti vrat. Vhodna napetost ni fiksna vrednost, spreminja se s časom ali drugimi dejavniki. Ta sprememba povzroči, da je pogonska napetost, ki jo vezje PWM zagotavlja MOSFET-u, nestabilna. Da bi bil MOSFET varen pred visokimi napetostmi na vratih, imajo številni MOSFET-ji vgrajene regulatorje napetosti za močno omejitev amplitude napetosti na vratih. V tem primeru, ko je pogonska napetost večja od regulatorja napetosti, bo to hkrati povzročilo veliko statično porabo energije; če preprosto uporabite načelo uporovnega delilnika napetosti za zmanjšanje napetosti vrat, bo relativno visoka vhodna napetost,MOSFETdeluje dobro, medtem ko se vhodna napetost zmanjša, ko je napetost vrat nezadostna, da povzroči manj kot popolno prevodnost, s čimer se poveča poraba energije.

Razmeroma običajno vezje tukaj le za gonilniško vezje NMOSFET za preprosto analizo: Vl in Vh sta nizkocenovni in visokokakovostni napajalnik, obe napetosti sta lahko enaki, vendar Vl ne sme preseči Vh. Q1 in Q2 tvorita obrnjen totemski drog, ki se uporablja za uresničitev izolacije in hkrati za zagotovitev, da obe gonilni cevi Q3 in Q4 ne bosta imela enake časovne prevodnosti. R2 in R3 zagotavljata napetost PWM. R2 in R3 zagotavljata referenco napetosti PWM. Če spremenite to referenco, lahko pustite, da vezje deluje v valovni obliki signala PWM, ki je relativno strma in ravna. Q3 in Q4 se uporabljata za zagotavljanje pogonskega toka, zaradi časa vklopa sta Q3 in Q4 glede na Vh in GND le minimalen padec napetosti Vce, ta padec napetosti je običajno le 0,3 V ali tako, veliko nižji kot 0,7 V Vce R5 in R6 sta povratna upora, ki se uporabljata za vrata. R5 in R6 sta povratna upora, ki se uporabljata za vzorčenje napetosti vrat, ki se nato prenese skozi Q5, da se ustvari močna negativna povratna informacija na baze Q1 in Q2, s čimer se napetost vrat omeji na končno vrednost. To vrednost lahko prilagodite z R5 in R6. Končno R1 zagotavlja omejitev osnovnega toka na Q3 in Q4, R4 pa zagotavlja omejitev vratnega toka na MOSFET-je, kar je omejitev Ice Q3Q4. Po potrebi lahko nad R4 vzporedno priključimo pospeševalni kondenzator.