Kakšna je vloga nizkonapetostnih MOSFET-jev?

Obstaja veliko vrstMOSFET-ji, ki je večinoma razdeljen na spojne MOSFET-je in MOSFET-je z izoliranimi vrati v dve kategoriji, vsi pa imajo N-kanalne in P-kanalne točke.

Polprevodniški tranzistor s kovinskim oksidom, imenovan MOSFET, je razdeljen na izčrpani MOSFET in izboljšani MOSFET.

MOSFET-je delimo tudi na cevi z enojnimi in dvojnimi vrati. MOSFET z dvema vratoma ima dva neodvisna vrata G1 in G2, iz konstrukcije, ki je enakovredna dvema zaporedno povezanima enovratnima MOSFET-oma, njegov izhodni tok pa se spreminja s krmiljenjem napetosti dveh vrat. Ta značilnost MOSFET-jev z dvojnimi vrati prinaša veliko priročnost pri uporabi kot visokofrekvenčni ojačevalniki, ojačevalniki za nadzor ojačanja, mešalniki in demodulatorji.

1, MOSFETvrsto in zgradbo

MOSFET je vrsta FET (druga vrsta je JFET), lahko se izdela v izboljšan ali osiromašen tip, P-kanalni ali N-kanalni skupaj štiri vrste, vendar teoretična uporaba samo izboljšanega N-kanalnega MOSFET-a in izboljšanega P- kanal MOSFET, tako običajno imenovan NMOS, ali PMOS se nanaša na ti dve vrsti. Kar zadeva vprašanje, zakaj ne bi uporabili MOSFET-jev z izčrpanostjo, ne priporočamo iskanja temeljnega vzroka. Kar zadeva dva izboljšana MOSFET-a, se pogosteje uporablja NMOS, razlog pa je, da je upor pri vklopu majhen in enostaven za izdelavo. Zato aplikacije stikalnega napajanja in motornih pogonov običajno uporabljajo NMOS. naslednji citat, ampak tudi bolj na osnovi NMOS. trije zatiči MOSFET parazitne kapacitivnosti obstajajo med tremi zatiči, kar ni naše potrebe, ampak zaradi omejitev proizvodnega procesa. Obstoj parazitske kapacitivnosti pri načrtovanju ali izbiri pogonskega vezja, da prihranite nekaj časa, vendar se ni mogoče izogniti, nato pa podrobno predstavite. V shematskem diagramu MOSFET lahko vidite odtok in vir med parazitsko diodo. Temu rečemo telesna dioda, pri vožnji racionalnih obremenitev je ta dioda zelo pomembna. Mimogrede, ohišje diode obstaja samo v enem MOSFET-u, običajno ne znotraj čipa integriranega vezja.

2, MOSFET prevodne značilnosti

Pomen prevodnosti je kot stikalo, enakovredno zaprtju stikala. Karakteristike NMOS, Vgs, ki je večja od določene vrednosti, bodo vodile, primerne za uporabo v primeru, ko je vir ozemljen (nizkocenovni pogon), pride le napetost vrat pri 4V ali 10V. Značilnosti PMOS, Vgs, manjše od določene vrednosti, bo vodilo, primerno za uporabo v primeru, ko je vir priključen na VCC (high-end drive).

Vendar pa je seveda PMOS lahko zelo enostaven za uporabo kot vrhunski gonilnik, vendar zaradi odpornosti na vklop, dragih, manj vrst izmenjav in drugih razlogov v vrhunskem gonilniku običajno še vedno uporabljajo NMOS.

3, MOSFETpreklopna izguba

Ne glede na to, ali gre za NMOS ali PMOS, potem ko obstaja upor vklopa, tako da bo tok porabil energijo v tem uporu, se ta del porabljene energije imenuje izguba vklopa. Če izberete MOSFET z majhnim uporom pri vklopu, boste zmanjšali izgubo upora pri vklopu. Običajni upor pri vklopu MOSFET nizke porabe je običajno v desetinah miliohmov, tja nekaj miliohmov. MOS v času vklopa in izklopa ne sme biti v trenutku dokončanja napetosti na MOS obstaja proces padanja, tok teče skozi proces naraščanja, v tem času je izguba MOSFET-a produkt napetosti in toka se imenuje preklopna izguba. Običajno je preklopna izguba veliko večja od prevodne izgube in večja kot je preklopna frekvenca, večja je izguba. Velik produkt napetosti in toka v trenutku prevajanja predstavlja veliko izgubo. Skrajšanje preklopnega časa zmanjša izgubo pri vsakem prevodu; zmanjšanje preklopne frekvence zmanjša število preklopov na časovno enoto. Oba pristopa lahko zmanjšata izgubo preklapljanja.

 
4, pogon MOSFET

V primerjavi z bipolarnimi tranzistorji se običajno domneva, da za prevajanje MOSFET ni potreben tok, le da je napetost GS nad določeno vrednostjo. To je enostavno narediti, vendar potrebujemo tudi hitrost. V strukturi MOSFET-a lahko vidite, da obstaja parazitska kapacitivnost med GS, GD, pogon MOSFET-a pa je teoretično polnjenje in praznjenje kapacitivnosti. Za polnjenje kondenzatorja je potreben tok in ker lahko takojšnje polnjenje kondenzatorja razumemo kot kratek stik, bo trenutni tok visok. Pri izbiri / oblikovanju pogona MOSFET je treba najprej posvetiti pozornost velikosti trenutnega toka kratkega stika, ki ga je mogoče zagotoviti. Druga stvar, na katero je treba biti pozoren, je, da je napetost na vratih, ki se običajno uporablja v pogonih višjega razreda NMOS, na zahtevo večja od napetosti vira. Visokokakovostni pogon MOS cevi prevodna napetost vira in napetost odtoka (VCC) enaka, tako da je napetost vrat kot VCC 4V ali 10V. ob predpostavki, da v istem sistemu, da dobimo večjo napetost od VCC, potrebujemo posebno ojačevalno vezje. Številni gonilniki motorjev imajo vgrajeno polnilno črpalko, zato morate biti pozorni na to, da morate izbrati ustrezen zunanji kondenzator, da dobite dovolj toka kratkega stika za pogon MOSFET-a. 4V ali 10V, omenjeno zgoraj, se pogosto uporablja MOSFET na napetosti, zasnova seveda, potreba po določeni rezervi. Višja kot je napetost, večja je hitrost vklopljenega stanja in manjši je upor vklopljenega stanja. Običajno se v različnih kategorijah uporabljajo tudi manjši MOSFET-ji z ​​vklopljeno napetostjo, toda v 12-voltnih sistemih avtomobilske elektronike zadostuje navaden 4-voltni vklopni tranzistor.

Glavni parametri MOSFET so naslednji:

1. napetost vira vrat BVGS - v procesu povečanja napetosti vira vrat, tako da se tok vrat IG od nič začne močno zvišanje VGS, znan kot napetost vira vrat BVGS.

2. vklopna napetost VT - vklopna napetost (znana tudi kot mejna napetost): naj vir S in odtok D med začetkom prevodnega kanala predstavlja zahtevano napetost vrat; - standardiziran N-kanalni MOSFET, VT je približno 3 ~ 6V; - po postopku izboljšave lahko vrednost MOSFET VT zniža na 2 ~ 3 V.

3. Odtočna prebojna napetost BVDS - pod pogojem VGS = 0 (okrepljeno), v procesu povečanja odtočne napetosti, tako da se ID začne dramatično povečevati, ko se VDS imenuje prebojna napetost odtoka BVDS - ID dramatično poveča zaradi naslednja dva vidika:

(1) plazoviti razpad osiromašene plasti v bližini odvodne elektrode

(2) razčlenitev medpolne penetracije odtoka-vira - nekaj nizke napetosti MOSFET, njegova dolžina kanala je kratka, od časa do časa za povečanje VDS bo območje odtoka izčrpane plasti občasno razširilo na območje vira , tako da bo dolžina kanala enaka nič, to je med prodorom odtoka in vira, prodorom, izvornim območjem večine nosilcev, izvornim območjem, ravna, da prenese izčrpano plast absorpcije električnega polja, da pride do območja uhajanja, kar povzroči velik ID.

4. Vhodni upor enosmernega toka RGS-tj. razmerje napetosti, dodane med izvorom vrat in tokom vrat, je ta značilnost včasih izražena v smislu toka vrat, ki teče skozi MOSFET-ov RGS vrat, lahko zlahka preseže 1010Ω. 5.

5. nizkofrekvenčna transprevodnost gm v VDS za fiksno vrednost pogojev, mikrovarianca odvodnega toka in mikrovarianca napetosti izvora vrat, ki jo povzroči ta sprememba, se imenuje transprevodnost gm, ki odraža nadzor napetosti izvora vrat na odvodni tok je pokazati, da je MOSFET ojačanje pomembnega parametra, običajno v območju od nekaj do nekaj mA/V. MOSFET lahko zlahka preseže 1010Ω.