Aká je úloha nízkonapäťových MOSFETov?

Existuje veľa odrôdMOSFETy, hlavne rozdelené do dvoch kategórií na križovatkové MOSFETy a MOSFET s izolovanou bránou a všetky majú N-kanálové a P-kanálové body.

Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Tranzistor, označovaný ako MOSFET, sa delí na MOSFET typu vyčerpania a MOSFET typu zosilnenia.

MOSFETy sa tiež delia na jednobránové a dvojbránové elektrónky. Dvojbránový MOSFET má dve nezávislé hradla G1 a G2, konštrukciou ekvivalentu dvoch jednobranových MOSFETov zapojených do série a jeho výstupný prúd sa mení reguláciou napätia s dvomi hradlami. Táto charakteristika dvojbránových MOSFETov prináša veľké pohodlie pri použití ako vysokofrekvenčné zosilňovače, zosilňovače na riadenie zisku, mixéry a demodulátory.

1, MOSFETtyp a štruktúra

MOSFET je druh FET (iný druh je JFET), môže byť vyrobený do vylepšeného alebo vyčerpaného typu, P-kanál alebo N-kanál, celkovo štyri typy, ale teoretická aplikácia iba vylepšeného N-kanálového MOSFET a vylepšeného P- kanál MOSFET, tak zvyčajne označovaný ako NMOS, alebo PMOS sa vzťahuje na tieto dva druhy. Pokiaľ ide o to, prečo nepoužívať MOSFETy typu vyčerpania, neodporúčame hľadať hlavnú príčinu. Pokiaľ ide o dva vylepšené MOSFETy, bežnejšie používaný je NMOS, dôvodom je, že odpor je malý a ľahko sa vyrába. Takže aplikácie spínaného zdroja napájania a pohonu motora vo všeobecnosti používajú NMOS. nasledujúci citát, ale aj viac založený na NMOS. tri kolíky parazitnej kapacity MOSFET existujú medzi tromi kolíkmi, čo nie je naša potreba, ale kvôli obmedzeniam výrobného procesu. Existencia parazitnej kapacity pri návrhu alebo výbere obvodu pohonu ušetrí nejaký čas, ale neexistuje spôsob, ako sa vyhnúť a potom podrobnému predstaveniu. Na schematickom diagrame MOSFET je možné vidieť odber a zdroj medzi parazitnou diódou. Toto sa nazýva dióda tela, pri riadení racionálnych záťaží je táto dióda veľmi dôležitá. Mimochodom, dióda tela existuje iba v jednom MOSFET, zvyčajne nie vo vnútri čipu integrovaného obvodu.

2, charakteristiky vedenia MOSFET

Význam vedenia je ako spínač, ekvivalentný uzáveru spínača. Charakteristiky NMOS, povedie Vgs väčšie ako určitá hodnota, vhodné na použitie v prípade, keď je zdroj uzemnený (low-end drive), prichádza iba hradlové napätie pri charakteristike 4V alebo 10V.PMOS povedie Vgs menej ako určitá hodnota, vhodné pre použitie v prípade, keď je zdroj pripojený k VCC (high-end drive).

Avšak, samozrejme, PMOS môže byť veľmi ľahko použiteľný ako špičkový ovládač, ale kvôli odporu, drahým, menej typom výmen a z iných dôvodov, v high-end ovládači zvyčajne stále používajú NMOS.

3, MOSFETspínacia strata

Či už ide o NMOS alebo PMOS, potom, čo existuje odpor, takže prúd spotrebuje energiu v tomto odpore, táto časť spotrebovanej energie sa nazýva strata odporu. Výber MOSFET s malým odporom zníži stratu odporu. Zvyčajný odpor MOSFET s nízkym výkonom je zvyčajne v desiatkach miliohmov, niekoľko miliohmov. MOS v čase zapnutia a vypnutia, nesmie byť pri okamžitom dokončení napätia na MOS dochádza k procesu poklesu, prúdu tečúceho cez proces stúpania, počas tejto doby dochádza k strate MOSFETu. súčin napätia a prúdu sa nazýva spínacia strata. Zvyčajne je strata pri spínaní oveľa väčšia ako strata vo vedení a čím rýchlejšia je frekvencia spínania, tým väčšia je strata. Veľký súčin napätia a prúdu v okamihu vedenia predstavuje veľkú stratu. Skrátenie spínacieho času znižuje stratu pri každom vedení; zníženie frekvencie spínania znižuje počet prepnutí za jednotku času. Oba prístupy môžu znížiť stratu spínania.

 
4, MOSFET pohon

V porovnaní s bipolárnymi tranzistormi sa bežne predpokladá, že na vedenie MOSFETu nie je potrebný žiadny prúd, iba že napätie GS je nad určitou hodnotou. Je to jednoduché, potrebujeme však aj rýchlosť. V štruktúre MOSFETu môžete vidieť, že medzi GS, GD je parazitná kapacita a pohon MOSFETu je teoreticky nabíjanie a vybíjanie kapacity. Nabíjanie kondenzátora vyžaduje prúd a keďže okamžité nabíjanie kondenzátora možno považovať za skrat, okamžitý prúd bude vysoký. Výber / návrh pohonu MOSFET Prvá vec, ktorú je potrebné venovať pozornosť, je veľkosť okamžitého skratového prúdu, ktorý môže byť poskytnutý. Druhá vec, na ktorú je potrebné venovať pozornosť, je to, že všeobecne používané v špičkových jednotkách NMOS je na požiadanie napätie brány väčšie ako napätie zdroja. High-end pohon MOS trubice vodivé napätie zdroja a odtokové napätie (VCC) rovnaké, takže napätie brány ako VCC 4V alebo 10V. za predpokladu, že v rovnakom systéme, aby sme získali väčšie napätie ako VCC, potrebujeme špeciálny posilňovací obvod. Mnoho motorových ovládačov má integrovanú nabíjaciu pumpu, je potrebné venovať pozornosť výberu vhodného externého kondenzátora, aby sa získal dostatočný skratový prúd na pohon MOSFET. 4V alebo 10V uvedené vyššie je bežne používaný MOSFET na napätie, dizajn samozrejme nutnosť mať určitú rezervu. Čím vyššie je napätie, tým vyššia je rýchlosť zapnutého stavu a nižší odpor v zapnutom stave. Zvyčajne sa používajú aj menšie MOSFETy v zapnutom stave v rôznych kategóriách, ale v 12V automobilových elektronických systémoch stačí obyčajný 4V zapnutý stav.

Hlavné parametre MOSFET sú nasledovné:

1. hradlový zdroj prierazného napätia BVGS - v procese zvyšovania hradlového zdrojového napätia tak, že hradlový prúd IG od nuly začne prudký nárast VGS, známy ako prierazné napätie hradla BVGS.

2. zapínacie napätie VT - zapínacie napätie (tiež známe ako prahové napätie): urobte zdroj S a odtok D medzi začiatkom vodivého kanála tvorí požadované napätie hradla; - štandardizovaný N-kanálový MOSFET, VT je asi 3 ~ 6V; - po procese zlepšovania môže hodnotu MOSFET VT znížiť na 2 ~ 3V.

3. Prierazné napätie odtoku BVDS - za podmienky VGS = 0 (zosilnené) , v procese zvyšovania napätia odtoku tak, že ID sa začne dramaticky zvyšovať, keď sa VDS nazýva prierazné napätie odtoku BVDS - ID sa dramaticky zvýšilo v dôsledku tieto dva aspekty:

(1) lavínový rozpad vrstvy vyčerpania v blízkosti drenážnej elektródy

(2) porucha prieniku medzi pólmi odtokového zdroja - niektoré MOSFET s malým napätím, dĺžka jeho kanála je krátka, čas od času na zvýšenie VDS spôsobí, že oblasť odtoku z vrstvy vyčerpania sa z času na čas rozšíri do oblasti zdroja tak, že nulová dĺžka kanála, to znamená medzi penetráciou odtok-zdroj, penetráciou, zdrojovou oblasťou väčšiny nosičov, zdrojovou oblasťou, bude rovná, aby vydržala vrstvu vyčerpania absorpcie elektrického poľa, dospieť k úniku regiónu, výsledkom čoho je veľké ID.

4. Vstupný odpor jednosmerného prúdu RGS - tj pomer pridaného napätia medzi zdrojom hradla a prúdom hradla, táto charakteristika sa niekedy vyjadruje ako prúd hradla pretekajúci cez MOSFET RGS hradla môže ľahko presiahnuť 1010Ω. 5.

5. nízkofrekvenčná transkonduktancia gm vo VDS pre pevnú hodnotu podmienok, mikrovariancia kolektorového prúdu a mikrovariancia hradlového zdroja napätia spôsobená touto zmenou sa nazýva transkonduktancia gm, odrážajúca riadenie napätia hradla zdroja na odberový prúd má ukázať, že MOSFET zosilnenie dôležitého parametra, všeobecne v rozsahu niekoľkých až niekoľkých mA/V. MOSFET môže ľahko prekročiť 1010Ω.