1. Хүчдэлийн удирдлагатай ажиллагаа
Гүйдлийн удирдлагатай төхөөрөмж болох хоёр туйлт холболтын транзистор (BJTs)-ээс ялгаатай нь цахилгаан MOSFET нь хүчдэлийн удирдлагатай байдаг. Энэхүү үндсэн шинж чанар нь хэд хэдэн чухал давуу талыг өгдөг:
- Хаалганы хөтөчийн хялбаршуулсан шаардлага
- Хяналтын хэлхээнд бага эрчим хүчний зарцуулалт
- Илүү хурдан шилжих чадвар
- Хоёрдогч эвдрэлийн асуудал байхгүй
Зураг 1: BJT-тэй харьцуулахад MOSFET-ийн хялбаршуулсан хаалганы хөтөчийн шаардлага
2. Шилдэг шилжих гүйцэтгэл
Power MOSFET-ууд нь өндөр давтамжийн сэлгэн залгах хэрэглээнд давуу бөгөөд уламжлалт BJT-ээс олон давуу талыг санал болгодог.
Зураг 2: MOSFET болон BJT хооронд шилжих хурдны харьцуулалт
Параметр | Эрчим хүчний MOSFET | BJT |
---|---|---|
Солих хурд | Маш хурдан (ns хүрээ) | Дунд зэрэг (μs хүрээ) |
Шилжүүлэгч алдагдал | Бага | Өндөр |
Хамгийн их шилжих давтамж | >1 МГц | ~100 кГц |
3. Дулааны шинж чанар
Power MOSFET нь найдвартай байдал, гүйцэтгэлд хувь нэмэр оруулдаг дулааны өндөр шинж чанарыг харуулдаг.
Зураг 3: Эрчим хүчний MOSFET-ийн RDS(on) температурын коэффициент
- Эерэг температурын коэффициент нь дулааны урсгалаас сэргийлдэг
- Зэрэгцээ ажиллах үед илүү сайн гүйдэл хуваалцах
- Илүү өндөр дулааны тогтвортой байдал
- Илүү өргөн аюулгүй ажиллагааны бүс (SOA)
4. Төрийн эсэргүүцэл бага
Орчин үеийн хүчирхэг MOSFET-ууд нь маш бага эсэргүүцэлтэй (RDS(асаалттай)) хүрч, хэд хэдэн давуу талыг бий болгодог:
Зураг 4: MOSFET RDS-н түүхэн сайжруулалт(асаалттай)
5. Зэрэгцүүлэх чадвар
Эрчим хүчний MOSFET-ийг эерэг температурын коэффициентийн ачаар илүү өндөр гүйдлийг зохицуулахын тулд зэрэгцээ холбож болно.
Зураг 5: Зэрэгцээ холбогдсон MOSFET-ийн одоогийн хуваалцах
6. Бат бөх, найдвартай байдал
Power MOSFET нь маш сайн бат бөх, найдвартай шинж чанаруудыг санал болгодог.
- Хоёрдогч эвдрэлийн үзэгдэл байхгүй
- Урвуу хүчдэлээс хамгаалах зориулалттай биеийн диод
- Маш сайн цасан нуранги
- Өндөр dV/dt чадвар
Зураг 6: MOSFET болон BJT-ийн аюулгүй ажиллагааны бүсийн (SOA) харьцуулалт
7. Зардлын үр ашиг
Хувь хүний MOSFET нь BJT-тэй харьцуулахад анхны өртөг өндөртэй байж болох ч системийн түвшний нийт ашиг тус нь ихэвчлэн зардлыг хэмнэхэд хүргэдэг:
- Хялбаршуулсан хөтчийн хэлхээ нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоог бууруулдаг
- Өндөр үр ашиг нь хөргөлтийн хэрэгцээг бууруулдаг
- Өндөр найдвартай байдал нь засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулдаг
- Жижиг хэмжээ нь авсаархан дизайн хийх боломжийг олгодог
8. Ирээдүйн чиг хандлага ба сайжруулалт
Технологийн дэвшлийг дагаж хүчирхэг MOSFET-ийн давуу талууд сайжирсаар байна.
Зураг 7: Эрчим хүчний MOSFET технологийн хувьсал ба ирээдүйн чиг хандлага