Шағын вольтты MOSFET-тің рөлі қандай?

көптеген сорттары барMOSFETs, негізінен қосылыс MOSFET және оқшауланған қақпа MOSFET екі санатқа бөлінеді және барлығында N-арна және P-арна нүктелері бар.

MOSFET деп аталатын металл оксиді жартылай өткізгіш өрістік транзистор сарқылу типі MOSFET және күшейту түрі MOSFET болып бөлінеді.

MOSFET-тер сонымен қатар бір қақпалы және қос қақпалы түтіктерге бөлінеді. Екі қақпалы MOSFET екі тәуелсіз G1 және G2 қақпасы бар, олар тізбектей қосылған екі бір қақпалы MOSFET эквивалентінің құрылысына байланысты және оның шығыс тогы екі қақпа кернеуін басқару арқылы өзгереді. Қос қақпалы MOSFET-тің бұл сипаттамасы жоғары жиілікті күшейткіштер, күшейткіш күшейткіштер, араластырғыштар және демодуляторлар ретінде пайдаланғанда үлкен ыңғайлылық әкеледі.

1, MOSFETтүрі мен құрылымы

MOSFET - FET түрі (басқа түрі - JFET), жақсартылған немесе сарқылу түрі, P-арнасы немесе N-арнасы барлығы төрт түрге шығарылуы мүмкін, бірақ тек жақсартылған N-арна MOSFET және жақсартылған P-тің теориялық қолданылуы. MOSFET арнасы, әдетте NMOS деп аталады немесе PMOS осы екі түрге жатады. Неліктен сарқылу типті MOSFET-терді пайдаланбауға келетін болсақ, негізгі себеп іздеуді ұсынбаңыз. Екі жетілдірілген MOSFET-ке келетін болсақ, NMOS жиі пайдаланылады, себебі қарсылық шағын және өндіруге оңай. Осылайша, қуат көзі мен қозғалтқыш жетек қолданбаларын ауыстырып қосу үшін әдетте NMOS пайдаланыңыз. келесі дәйексөз, сонымен қатар NMOS негізіндегі. MOSFET паразиттік сыйымдылығының үш түйреуіштері үш түйреуіш арасында бар, бұл біздің қажеттіліктеріміз емес, бірақ өндіріс процесінің шектеулеріне байланысты. Дизайндағы паразиттік сыйымдылықтың болуы немесе жетек тізбегінің таңдауы біраз уақытты үнемдеу үшін, бірақ болдырмаудың ешқандай жолы жоқ, содан кейін егжей-тегжейлі кіріспе. MOSFET схемалық диаграммасында паразиттік диод арасындағы дренажды және көзді көруге болады. Бұл дене диоды деп аталады, ұтымды жүктемелерді басқаруда бұл диод өте маңызды. Айтпақшы, корпус диоды тек бір MOSFET-де бар, әдетте интегралды микросхема чипінің ішінде болмайды.

2, MOSFET өткізгіштік сипаттамалары

Өткізгіштіктің маңыздылығы коммутатордың жабылуына балама болып табылады. NMOS сипаттамалары, белгілі бір мәннен жоғары Vgs өткізеді, көз жерге тұйықталған жағдайда (төменгі жетек), тек қақпа кернеуі келген жағдайда қолдануға жарамды. 4V немесе 10V.PMOS сипаттамаларында белгілі бір мәннен төмен Vgs өткізеді, бұл көз VCC (жоғары деңгейлі диск) қосылған жағдайда пайдалануға жарамды.

Дегенмен, әрине, PMOS-ты жоғары деңгейлі драйвер ретінде пайдалану өте оңай болуы мүмкін, бірақ қарсылыққа, қымбатқа, алмасудың аз түрлеріне және басқа себептерге байланысты жоғары деңгейлі драйверде әдетте әлі де NMOS қолданады.

3, MOSFETкоммутацияның жоғалуы

Бұл NMOS немесе PMOS болсын, ток осы қарсылықта энергияны тұтынатындай қарсылық болғаннан кейін тұтынылатын энергияның бұл бөлігі қарсылық жоғалту деп аталады. Кішкене кедергісі бар MOSFET таңдау қарсылық жоғалтуды азайтады. Әдеттегі төмен қуатты MOSFET кедергісі әдетте ондаған миллиомдарда, бірнеше миллиомдарда болады. MOS қосу және өшіру уақытында, MOS бойынша кернеудің лезде аяқталуында болмауы керек, төмендеу процесі жүреді, ток көтерілу процесі арқылы өтеді, осы уақыт ішінде MOSFET жоғалады. кернеу мен токтың көбейтіндісі коммутациялық шығын деп аталады. Әдетте коммутациялық жоғалту өткізгіштік жоғалтудан әлдеқайда үлкен, ал коммутация жиілігі неғұрлым жылдам болса, жоғалту соғұрлым үлкен болады. Өткізу сәтіндегі кернеу мен токтың үлкен өнімі үлкен шығынды құрайды. Ауыстыру уақытын қысқарту әрбір өткізгіштегі шығынды азайтады; ауысу жиілігін азайту уақыт бірлігіндегі қосқыштар санын азайтады. Екі тәсіл де коммутацияның жоғалуын азайтады.

 
4, MOSFET жетегі

Биполярлы транзисторлармен салыстырғанда, әдетте MOSFET өткізу үшін ток қажет емес, тек GS кернеуі белгілі бір мәннен жоғары болады деп болжанады. Мұны істеу оңай, дегенмен бізге жылдамдық қажет. MOSFET құрылымында GS, GD арасында паразиттік сыйымдылық бар екенін көруге болады, ал MOSFET-тің қозғалуы теорияда сыйымдылықты зарядтау және разрядтау болып табылады. Конденсаторды зарядтау токты қажет етеді және конденсаторды бірден зарядтау қысқа тұйықталу ретінде қарастырылуы мүмкін болғандықтан, лездік ток жоғары болады. MOSFET дискісін таңдау / жобалау кезінде назар аудару керек бірінші нәрсе - лездік қысқа тұйықталу токының өлшемі қамтамасыз етілуі мүмкін. Назар аударатын екінші нәрсе, әдетте жоғары деңгейлі NMOS дискісінде қолданылады, сұраныс бойынша қақпа кернеуі бастапқы кернеуден жоғары болады. Жоғары деңгейлі жетек MOS түтігінің өткізгіштік көзінің кернеуі мен ағызу кернеуі (VCC) бірдей, сондықтан VCC 4V немесе 10V қақпасының кернеуі. сол жүйеде VCC-ден үлкен кернеуді алу үшін бізге арнайы күшейту тізбегі қажет. Көптеген қозғалтқыш драйверлері біріктірілген заряд сорғылары болып табылады, MOSFET жүргізу үшін жеткілікті қысқа тұйықталу тогын алу үшін тиісті сыртқы конденсаторды таңдау керек. Жоғарыда айтылған 4V немесе 10V әдетте кернеуде MOSFET пайдаланылады, дизайн, әрине, белгілі бір маржаға ие болу қажеттілігі. Кернеу неғұрлым жоғары болса, соғұрлым күйдегі жылдамдық соғұрлым жоғары болады және күйдегі кедергі соғұрлым төмен болады. Әдетте әртүрлі санаттарда қолданылатын кішігірім штаттық кернеу MOSFET-тер бар, бірақ 12 В автомобиль электроника жүйелерінде қарапайым 4 В күйде жеткілікті.

MOSFET негізгі параметрлері келесідей:

1. BVGS қақпасының көзінің бұзылу кернеуі - қақпа көзінің кернеуін жоғарылату процесінде, IG қақпасының тогы нөлден VGS күрт өсуін бастау үшін, BVGS қақпасының көзінің бұзылу кернеуі ретінде белгілі.

2. қосу кернеуі VT - қосу кернеуі (сондай-ақ шекті кернеу ретінде белгілі): көзді S жасаңыз және өткізгіш арнаның басы арасындағы D ағызу қажет қақпа кернеуін құрайды; - стандартталған N-арна MOSFET, VT шамамен 3 ~ 6 В; - жақсарту процесінен кейін MOSFET VT мәнін 2 ~ 3В дейін төмендетуге болады.

3. Дренажды бұзу кернеуі BVDS - VGS = 0 (күшейтілген) жағдайында, ағызу кернеуін жоғарылату процесінде VDS ағызу кернеуі BVDS деп аталатын кезде ID күрт арта бастайды - ID күрт артты келесі екі аспект:

(1) ағызу электродының жанындағы сарқылу қабатының көшкінінің бұзылуы

(2) дренаждық көздің полюсаралық енуінің бұзылуы - кейбір шағын кернеу MOSFET, оның арна ұзындығы қысқа, VDS мезгіл-мезгіл ұлғайту сарқылу қабатының дренаждық аймағын мезгіл-мезгіл бастапқы аймаққа дейін кеңейтеді. , осылайша канал ұзындығы нөлге тең, яғни дренаж-көзінің енуі, енуі, тасымалдаушылардың көпшілігінің бастапқы аймағы, бастапқы аймақ арасындағы, төтеп беру үшін түзу болады. электр өрісінің жұтылуының сарқылу қабаты, ағып кету аймағына жету, нәтижесінде үлкен ИД.

4. Тұрақты токтың кіріс кедергісі RGS-яғни, қақпа көзі мен қақпа тоғы арасындағы қосылған кернеудің қатынасы, бұл сипаттама кейде MOSFET RGS 1010Ω-ден оңай асуы мүмкін қақпа арқылы өтетін ысырмалық токпен көрсетіледі. 5.

5. Шарттардың бекітілген мәні үшін VDS-тегі төмен жиілікті өткізгіштік gm, ағызу токының микроварианциясы және осы өзгерістен туындаған қақпа көзінің кернеуінің микроварианциясы электрөткізгіштігі gm деп аталады, ол желідегі қақпа көзінің кернеуін бақылауды көрсетеді. ағызу тогы маңызды параметрдің MOSFET күшейтуінің, әдетте бірнеше мА/В диапазонында екенін көрсету болып табылады. MOSFET оңай 1010Ω асып кетуі мүмкін.