Как работят подобрените MOSFET транзистори

Когато проектират импулсно захранване или верига за задвижване на мотор, използвайки капсулирани MOSFET, повечето хора вземат предвид съпротивлението при включване на MOS, максималното напрежение и т.н., максималния ток и т.н., а има много хора, които вземат предвид само тези фактори. Такива вериги може да работят, но не са отлични и не се допускат като официални дизайни на продукти.

Следното е кратко резюме на основите на MOSFET иMOSFETдрайверни вериги, за които се позовавам на редица източници, не всички оригинални. Включително въвеждането на MOSFET, характеристики, задвижващи и приложни вериги. Опаковане MOSFET типове и кръстовище MOSFET е FET (друг JFET), може да бъде произведен в подобрен или изчерпван тип, P-канал или N-канал общо четири вида, но действителното приложение само на подобрен N-канален MOSFET и подобрен P -канален MOSFET, така че обикновено наричан NMOS, или PMOS се отнася до тези два вида.

Що се отнася до това защо да не използвате MOSFET от изчерпване, не се препоръчва да стигате до дъното. За тези два типа подобрени MOSFET, NMOS се използва по-често поради ниското си съпротивление при включване и лекотата на производство. Така че превключващото захранване и приложенията за моторно задвижване обикновено използват NMOS. следващото въведение, но и ощеNMOS-базиран.

MOSFET имат паразитен капацитет между трите извода, което не е необходимо, но се дължи на ограниченията на производствения процес. Съществуването на паразитен капацитет при проектирането или избора на задвижващата верига е проблем, но няма начин да се избегне, след което е описано подробно. Както можете да видите на схемата на MOSFET, има паразитен диод между изтичането и източника.

Това се нарича телесен диод и е важен при задвижване на индуктивни товари като двигатели. Между другото, диодът на тялото присъства само в индивидуалнитеMOSFET транзистории обикновено не присъства в чипа с интегрална схема. MOSFET ON CharacteristicsOn означава да действа като превключвател, което е еквивалентно на затваряне на превключвател.

NMOS характеристики, Vgs по-големи от определена стойност ще провеждат, подходящи за използване в случай, когато източникът е заземен (задвижване от нисък клас), стига напрежението на портата да е 4V или 10V. PMOS характеристики, Vgs по-малко от определена стойност ще провеждат, подходящи за използване в случай, когато източникът е свързан към VCC (устройство от висок клас). Въпреки това, въпреки че PMOS може лесно да се използва като драйвер от висок клас, NMOS обикновено се използва в драйвери от висок клас поради голямото съпротивление при включване, високата цена и малкото видове замяна.

Опаковка Загуба на превключващата тръба на MOSFET, независимо дали е NMOS или PMOS, след проводимостта има съпротивление при включване, така че токът ще консумира енергия в това съпротивление, тази част от консумираната енергия се нарича загуба на проводимост. Избирането на MOSFET с малко съпротивление при включване ще намали загубата на проводимост. В днешно време съпротивлението при включване на MOSFET с малка мощност обикновено е около десетки милиома, като има и няколко милиома. MOS не трябва да бъде завършен в един миг, когато провежда и прекъсва. Напрежението от двете страни на MOS има процес на намаляване, а токът, протичащ през него, има процес на нарастване. През това време загубата на MOSFET е произведение на напрежението и тока, което се нарича загуба при превключване. Обикновено загубата при превключване е много по-голяма от загубата на проводимост и колкото по-висока е честотата на превключване, толкова по-голяма е загубата. Продуктът на напрежението и тока в момента на провеждане е много голям, което води до големи загуби.

Съкращаването на времето за превключване намалява загубата при всяко провеждане; намаляването на честотата на превключване намалява броя на превключванията за единица време. И двата подхода могат да намалят загубите при превключване. Произведението на напрежението и тока в момента на провеждане е голямо и произтичащата загуба също е голяма. Съкращаването на времето за превключване може да намали загубата при всяко провеждане; намаляването на честотата на превключване може да намали броя на превключванията за единица време. И двата подхода могат да намалят загубите при превключване. Задвижване В сравнение с биполярните транзистори, обикновено се смята, че не е необходим ток за включване на опакован MOSFET, стига GS напрежението да е над определена стойност. Това е лесно да се направи, но имаме нужда и от скорост. Структурата на капсулирания MOSFET може да се види в присъствието на паразитен капацитет между GS, GD и задвижването на MOSFET всъщност е зареждането и разреждането на капацитета. Зареждането на кондензатора изисква ток, тъй като незабавното зареждане на кондензатора може да се разглежда като късо съединение, така че моментният ток ще бъде по-голям. Първото нещо, което трябва да се отбележи при избора/проектирането на MOSFET драйвер, е размерът на моментния ток на късо съединение, който може да бъде осигурен.

Второто нещо, което трябва да се отбележи, е, че обикновено се използва в NMOS задвижване от висок клас, напрежението на вратата в режим на работа трябва да бъде по-голямо от напрежението на източника. Източникът на проводимост на MOSFET задвижване от висок клас и напрежението на изтичане (VCC) са еднакви, така че напрежението на гейта от VCC 4 V или 10 V. Ако в същата система, за да получим по-голямо напрежение от VCC, трябва да се специализираме в усилващи вериги. Много двигателни драйвери имат интегрирани зарядни помпи, важно е да се отбележи, че трябва да изберете подходящия външен капацитет, за да получите достатъчно ток на късо съединение за задвижване на MOSFET. 4V или 10V обикновено се използват в напрежението в състояние на MOSFET, разбира се, дизайнът трябва да има определен резерв. Колкото по-високо е напрежението, толкова по-висока е скоростта на включено състояние и толкова по-ниско е съпротивлението на включено състояние. В днешно време има MOSFET с по-ниско включено напрежение, използвани в различни области, но в 12 V автомобилни електронни системи обикновено е достатъчно 4 V включено състояние. MOSFET задвижваща верига и нейните загуби.