Power MOSFET-ийн давуу тал юу вэ?

Power MOSFET-ийн давуу тал юу вэ?

Шуудангийн цаг: 2024 оны 12-р сарын 05-ны өдөр
Power MOSFET-ууд нь орчин үеийн цахилгаан электроникийн хэрэглээний сонголт болж, гүйцэтгэлийн өндөр үзүүлэлтүүдээрээ салбартаа хувьсгал хийсэн. Энэхүү иж бүрэн дүн шинжилгээ нь MOSFET-ийг өнөөгийн цахим системд зайлшгүй шаардлагатай болгож буй олон давуу талыг судалсан болно.

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

BJT ба MOSFET хаалганы хөтчийн хэлхээний харьцуулалт

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.

MOSFET болон BJT хооронд шилжих хурдны харьцуулалт

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.

Дулааны шинж чанар ба температурын коэффициент

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:

RDS(on) сайжруулалтын түүхэн хандлага

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.

MOSFET-ийн зэрэгцээ ажиллагаа

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

Аюулгүй ажиллагааны талбайн харьцуулалт

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.

MOSFET технологийн ирээдүйн чиг хандлага

Зураг 7: Эрчим хүчний MOSFET технологийн хувьсал ба ирээдүйн чиг хандлага