Ինչպես են աշխատում ընդլայնված փաթեթի MOSFET-ները

Անջատիչ էներգիայի մատակարարման կամ շարժիչի շարժիչի միացում նախագծելիս՝ օգտագործելով պարկուճված MOSFET-ներ, մարդկանց մեծամասնությունը հաշվի է առնում MOS-ի միացման դիմադրությունը, առավելագույն լարումը և այլն, առավելագույն հոսանքը և այլն, և կան շատերը, ովքեր հաշվի են առնում միայն այս գործոնները: Նման սխեմաները կարող են աշխատել, բայց դրանք գերազանց չեն և չեն թույլատրվում որպես արտադրանքի պաշտոնական ձևավորում:

Ստորև ներկայացված է MOSFET-ի հիմունքների մի փոքր ամփոփում ևՄՈՍՖԵՏվարորդի սխեմաներ, որոնք ես հղում եմ անում մի շարք աղբյուրների, ոչ բոլոր բնօրինակները: Ներառյալ MOSFET-ների, բնութագրերի, շարժիչի և կիրառական սխեմաների ներդրումը: Փաթեթավորում MOSFET-ի տեսակները և հանգույցը MOSFET-ը FET է (մեկ այլ JFET), կարող է արտադրվել ուժեղացված կամ սպառվող տիպի, P-ալիքի կամ N-ալիքի, ընդհանուր առմամբ չորս տեսակի, բայց իրականում կիրառվում է միայն ուժեղացված N-ալիք MOSFET-ը և ուժեղացված P-ը: -ալիք MOSFET-ը, որը սովորաբար կոչվում է NMOS, կամ PMOS-ը վերաբերում է այս երկու տեսակներին:

Ինչ վերաբերում է այն հարցին, թե ինչու չօգտագործել մաշված տիպի MOSFET-ներ, խորհուրդ չի տրվում հասնել դրա հատակին: Այս երկու տեսակի բարելավման MOSFET-ների համար NMOS-ն ավելի հաճախ օգտագործվում է ցածր դիմադրության և պատրաստման հեշտության պատճառով: Այսպիսով, էլեկտրամատակարարման և շարժիչի շարժիչների միացումները սովորաբար օգտագործում են NMOS: հետեւյալ ներածությունը, այլեւ ավելինNMOS- հիմնված.

MOSFET-ներն ունեն մակաբուծական հզորություն երեք պտուկների միջև, ինչը անհրաժեշտ չէ, բայց արտադրության գործընթացի սահմանափակումների պատճառով: Գոյություն մակաբուծային capacitance է նախագծման կամ ընտրության drive միացում մի դժվարության, բայց չկա ոչ մի կերպ խուսափել, եւ ապա նկարագրված է մանրամասն. Ինչպես տեսնում եք MOSFET-ի սխեմայի վրա, արտահոսքի և աղբյուրի միջև կա մակաբույծ դիոդ:

Սա կոչվում է մարմնի դիոդ և կարևոր է ինդուկտիվ բեռներ վարելու համար, ինչպիսիք են շարժիչները: Ի դեպ, մարմնի դիոդը առկա է միայն առանձինMOSFET-ներև սովորաբար առկա չէ ինտեգրալ շղթայի չիպի ներսում: MOSFET ON CharacteristicsOn նշանակում է որպես անջատիչ գործել, որը համարժեք է անջատիչի փակմանը:

NMOS-ի բնութագրերը, Vgs-ն ավելի մեծ է, քան որոշակի արժեք, հարմար է օգտագործման համար այն դեպքում, երբ աղբյուրը հիմնավորված է (ցածր շարժիչ), քանի դեռ դարպասի լարումը 4 Վ կամ 10 Վ է: PMOS բնութագրերը, Vgs-ը որոշակի արժեքից պակաս կանցկացնի, հարմար է օգտագործման համար այն դեպքում, երբ աղբյուրը միացված է VCC-ին (բարձրակարգ սկավառակ): Այնուամենայնիվ, թեև PMOS-ը կարող է հեշտությամբ օգտագործվել որպես բարձրակարգ դրայվեր, NMOS-ը սովորաբար օգտագործվում է բարձրակարգ վարորդների մեջ՝ շնորհիվ մեծ դիմադրության, բարձր գնի և փոխարինման քիչ տեսակների:

Փաթեթավորման MOSFET անջատիչ խողովակի կորուստը, լինի դա NMOS կամ PMOS, անցկացումից հետո գոյություն ունի միացման դիմադրություն, այնպես որ հոսանքը էներգիա կսպառի այս դիմադրության մեջ, սպառված էներգիայի այս մասը կոչվում է հաղորդունակության կորուստ: Ընտրելով MOSFET-ը փոքր միացման դիմադրությամբ կնվազեցնի հաղորդունակության կորուստը: Ներկայումս փոքր հզորության MOSFET-ի դիմադրությունը սովորաբար կազմում է մոտ տասնյակ միլիօմ, և մի քանի միլիօմ նույնպես հասանելի է: MOS-ը չպետք է ավարտվի մի ակնթարթում, երբ այն անցկացնի և անջատվի: MOS-ի երկու կողմերում լարումը ունի նվազման պրոցեսը, և դրա միջով հոսող հոսանքը աճելու գործընթաց է ունենում: Այս ընթացքում MOSFET-ի կորուստը լարման և հոսանքի արտադրյալն է, որը կոչվում է անջատման կորուստ: Սովորաբար միացման կորուստը շատ ավելի մեծ է, քան հաղորդման կորուստը, և որքան արագ է անջատման հաճախականությունը, այնքան մեծ է կորուստը: Հաղորդման պահին լարման և հոսանքի արտադրյալը շատ մեծ է, ինչը հանգեցնում է մեծ կորուստների:

Միացման ժամանակի կրճատումը նվազեցնում է կորուստը յուրաքանչյուր հաղորդման ժամանակ. Միացման հաճախականության կրճատումը նվազեցնում է մեկ միավոր ժամանակի անջատիչների քանակը: Այս երկու մոտեցումներն էլ կարող են նվազեցնել անջատման կորուստները: Հաղորդման պահին լարման և հոսանքի արտադրյալը մեծ է, և արդյունքում առաջացող կորուստը նույնպես մեծ է: Միացման ժամանակի կրճատումը կարող է նվազեցնել կորուստը յուրաքանչյուր հաղորդման ժամանակ. Միացման հաճախականության կրճատումը կարող է նվազեցնել մեկ միավոր ժամանակի անջատիչների քանակը: Այս երկու մոտեցումները կարող են նվազեցնել անջատման կորուստները: Վարորդություն Երկբևեռ տրանզիստորների համեմատությամբ, ընդհանուր առմամբ ենթադրվում է, որ փաթեթավորված MOSFET-ը միացնելու համար հոսանք չի պահանջվում, քանի դեռ GS լարումը որոշակի արժեքից բարձր է: Սա հեշտ է անել, սակայն մեզ նույնպես արագություն է պետք։ Ներկված MOSFET-ի կառուցվածքը կարելի է տեսնել GS-ի, GD-ի միջև մակաբուծական հզորության առկայության դեպքում, իսկ MOSFET-ի վարումը, ըստ էության, հզորության լիցքավորումն ու լիցքաթափումն է: Կոնդենսատորը լիցքավորելը հոսանք է պահանջում, քանի որ կոնդենսատորի ակնթարթային լիցքավորումը կարող է դիտվել որպես կարճ միացում, ուստի ակնթարթային հոսանքն ավելի մեծ կլինի: Առաջին բանը, որ պետք է ուշադրություն դարձնել MOSFET-ի դրայվեր ընտրելիս/նախագծելիս, ակնթարթային կարճ միացման հոսանքի չափն է, որը կարող է տրամադրվել:

Երկրորդ բանը, որ պետք է նշել, այն է, որ սովորաբար օգտագործվում է բարձրակարգ շարժիչ NMOS-ում, ժամանակի դարպասի լարումը պետք է լինի ավելի մեծ, քան աղբյուրի լարումը: Բարձրակարգ շարժիչի MOSFET հաղորդման աղբյուրի լարումը և արտահոսքի լարումը (VCC) նույնն են, ուստի դարպասի լարումը, քան VCC-ը 4 Վ կամ 10 Վ: Եթե նույն համակարգում է, VCC-ից ավելի մեծ լարում ստանալու համար, մենք պետք է մասնագիտանանք խթանող սխեմաներ. Շարժիչի շատ վարորդներ ունեն ինտեգրված լիցքավորման պոմպեր, կարևոր է նշել, որ դուք պետք է ընտրեք համապատասխան արտաքին հզորություն՝ MOSFET-ը վարելու համար բավարար կարճ միացման հոսանք ստանալու համար: 4V կամ 10V սովորաբար օգտագործվում է MOSFET-ի միացված լարման մեջ, իհարկե, դիզայնը պետք է ունենա որոշակի մարժա: Որքան բարձր է լարումը, այնքան ավելի արագ է միացման արագությունը և այնքան ցածր է միացման դիմադրությունը: Ներկայումս կան MOSFET-ներ, որոնք ունեն ավելի փոքր վիճակային լարում, որոնք օգտագործվում են տարբեր ոլորտներում, սակայն 12V ավտոմոբիլային էլեկտրոնային համակարգերում, ընդհանուր առմամբ, բավարար է 4V միացված վիճակում: MOSFET-ի շարժիչի միացումն ու դրա կորուստը: