Жижиг хүчдэлийн MOSFET-ийн үүрэг юу вэ?

Маш олон сорт байдагMOSFETs, голчлон уулзвар MOSFETs ба тусгаарлагдсан хаалга MOSFETs гэсэн хоёр ангилалд хуваагддаг ба бүгд N-суваг ба P-сувгийн цэгүүдтэй.

MOSFET гэж нэрлэгддэг металл-оксид-хагас дамжуулагч талбарт нөлөөллийн транзистор нь шавхагдах төрлийн MOSFET болон сайжруулсан төрлийн MOSFET гэж хуваагддаг.

MOSFET нь нэг хаалгатай, хоёр хаалгатай хоолойд хуваагддаг. Хос хаалгатай MOSFET нь цуваа холбосон хоёр нэг хаалгатай MOSFET-тэй дүйцэхүйц бүтээн байгуулалтаас эхлээд G1 ба G2 бие даасан хоёр хаалгатай бөгөөд гаралтын гүйдэл нь хоёр хаалганы хүчдэлийн удирдлагаар өөрчлөгддөг. Хос хаалгатай MOSFET-ийн энэ шинж чанар нь өндөр давтамжийн өсгөгч, өсөлтийн хяналтын өсгөгч, холигч, демодулятор болгон ашиглахад маш их тав тухтай байдлыг авчирдаг.

1, MOSFETтөрөл ба бүтэц

MOSFET нь нэг төрлийн FET (өөр төрөл нь JFET) бөгөөд сайжруулсан эсвэл хомсдолтой, P-суваг эсвэл N-суваг нь нийт дөрвөн төрөлд үйлдвэрлэгдэх боломжтой боловч зөвхөн сайжруулсан N-суваг MOSFET ба сайжруулсан P-ийн онолын хэрэглээ юм. MOSFET суваг, үүнийг ихэвчлэн NMOS гэж нэрлэдэг, эсвэл PMOS нь эдгээр хоёр төрлийг хэлдэг. Яагаад шавхагдах төрлийн MOSFET-ийг ашиглаж болохгүй гэж гэвэл үндсэн шалтгааныг хайхыг зөвлөдөггүй. Сайжруулсан хоёр MOSFET-ийн тухайд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг NMOS нь эсэргүүцэл багатай, үйлдвэрлэхэд хялбар байдаг. Тиймээс цахилгаан хангамж болон мотор хөтчийн програмуудыг солихдоо ерөнхийдөө NMOS ашигладаг. дараах ишлэл, гэхдээ бас илүү NMOS-д суурилсан. Гурван зүү хооронд MOSFET шимэгчийн багтаамжийн гурван зүү байдаг бөгөөд энэ нь бидний хэрэгцээ биш, харин үйлдвэрлэлийн процессын хязгаарлалттай холбоотой юм. Дизайн эсвэл хөтчийн хэлхээний сонголтод шимэгчийн багтаамж байгаа нь цаг хугацаа хэмнэх боловч зайлсхийх арга байхгүй, дараа нь нарийвчилсан танилцуулга. MOSFET-ийн бүдүүвч диаграммд паразит диодын хоорондох ус зайлуулах суваг ба эх үүсвэрийг харж болно. Үүнийг биеийн диод гэж нэрлэдэг бөгөөд оновчтой ачааллыг жолоодоход энэ диод нь маш чухал юм. Дашрамд хэлэхэд, биеийн диод нь зөвхөн нэг MOSFET-д байдаг бөгөөд ихэвчлэн нэгдсэн хэлхээний чип дотор байдаггүй.

2, MOSFET дамжуулалтын шинж чанар

Дамжуулалтын ач холбогдол нь шилжүүлэгчийн хаалттай тэнцэх унтраалга юм.NMOS шинж чанар, Vgs тодорхой утгаас их байх болно, эх үүсвэр газардуулгатай үед ашиглахад тохиромжтой (бага төгсгөлийн хөтөч), зөвхөн хаалганы хүчдэл ирдэг. 4V эсвэл 10V.PMOS шинж чанарт Vgs тодорхой утгаас бага байх бөгөөд эх үүсвэр нь VCC (өндөр түвшний хөтөч) холбогдсон тохиолдолд ашиглахад тохиромжтой.

Мэдээжийн хэрэг, PMOS нь өндөр түвшний драйвер болгон ашиглахад маш хялбар байж болох ч эсэргүүцэлтэй, үнэтэй, бага төрлийн солилцоо болон бусад шалтгааны улмаас дээд түвшний драйверуудад ихэвчлэн NMOS ашигладаг.

3, MOSFETшилжих алдагдал

Энэ нь NMOS эсвэл PMOS байгаа эсэхээс үл хамааран гүйдэл нь энэ эсэргүүцэлд энерги зарцуулагдах эсэргүүцэл үүссэний дараа зарцуулсан энергийн энэ хэсгийг эсэргүүцлийн алдагдал гэж нэрлэдэг. Бага зэргийн эсэргүүцэлтэй MOSFET-ийг сонгох нь эсэргүүцлийн алдагдлыг багасгах болно. Ердийн бага чадалтай MOSFET-ийн эсэргүүцэл нь ихэвчлэн хэдэн арван миллиом, хэдэн миллиом байдаг. MOS нь цаг тухайд нь болон таслагдах үед MOS дээр хүчдэл агшин зуур дуусч байх ёсгүй бөгөөд энэ үед MOS дээр хүчдэл буурч, гүйдэл нэмэгдэж, гүйдэл нэмэгдэж, энэ хугацаанд MOSFET алдагдах болно. Хүчдэл ба гүйдлийн үржвэрийг шилжүүлгийн алдагдал гэж нэрлэдэг. Ихэвчлэн шилжүүлгийн алдагдал нь дамжуулалтын алдагдлаас хамаагүй их байдаг бөгөөд шилжих давтамж хурдан байх тусам алдагдал их байдаг. Дамжуулах агшин дахь хүчдэл ба гүйдлийн их хэмжээний бүтээгдэхүүн нь их хэмжээний алдагдал үүсгэдэг. Сэлгэн залгах хугацааг богиносгосноор дамжуулалт бүрт алдагдлыг бууруулдаг; сэлгэн залгах давтамжийг багасгах нь нэгж хугацаанд сэлгэлтийн тоог бууруулдаг. Хоёр арга хоёулаа шилжүүлгийн алдагдлыг бууруулж чадна.

 
4, MOSFET хөтөч

Хоёр туйлт транзистортой харьцуулахад MOSFET-ийг явуулахын тулд гүйдэл шаардагдахгүй, зөвхөн GS хүчдэл нь тодорхой утгаас дээш байх ёстой гэж үздэг. Үүнийг хийхэд хялбар боловч бидэнд хурд хэрэгтэй. MOSFET-ийн бүтцээс та GS, GD-ийн хооронд шимэгчийн багтаамж байгааг харж болно, MOSFET-ийн жолоодлого нь онолын хувьд багтаамжийг цэнэглэх, цэнэглэх явдал юм. Конденсаторыг цэнэглэхэд гүйдэл шаардлагатай бөгөөд конденсаторыг шууд цэнэглэх нь богино холболт гэж үзэж болох тул агшин зуурын гүйдэл өндөр байх болно. MOSFET хөтчийн сонголт / дизайны хувьд хамгийн түрүүнд анхаарах зүйл бол агшин зуурын богино залгааны гүйдлийн хэмжээ юм. Анхаарах ёстой хоёр дахь зүйл бол ерөнхийдөө дээд түвшний хөтөч NMOS-д ашиглагддаг бөгөөд эрэлт хэрэгцээний дагуу хаалганы хүчдэл нь эх үүсвэрийн хүчдэлээс их байдаг. Дээд зэрэглэлийн хөтөч MOS хоолойн дамжуулалтын эх үүсвэрийн хүчдэл ба ус зайлуулах хүчдэл (VCC) ижил тул хаалганы хүчдэл VCC 4V эсвэл 10V-ээс илүү байна. Нэг системд VCC-ээс их хүчдэл авахын тулд бидэнд тусгай өргөлтийн хэлхээ хэрэгтэй болно. Олон моторын драйверууд нь нэгдсэн цэнэглэгч насос байдаг тул MOSFET-ийг жолоодох хангалттай богино залгааны гүйдлийг авахын тулд тохирох гадаад конденсаторыг сонгох хэрэгтэй. Дээр дурдсан 4V эсвэл 10V нь ихэвчлэн хүчдэлийн MOSFET-ийг ашигладаг бөгөөд энэ нь мэдээжийн хэрэг загвар нь тодорхой маржинтай байх шаардлагатай. Хүчдэл өндөр байх тусам төлөвийн хурд хурдан, төлөвийн эсэргүүцэл бага байх болно. Ихэвчлэн өөр өөр ангилалд ашигладаг жижиг хүчдэлийн MOSFET-ууд байдаг боловч 12V автомашины электроникийн системд энгийн 4V-ийн төлөвт хангалттай байдаг.

MOSFET-ийн үндсэн параметрүүд нь дараах байдалтай байна.

1. хаалганы эх үүсвэрийн эвдрэлийн хүчдэл BVGS - хаалганы эх үүсвэрийн хүчдэлийг нэмэгдүүлэх явцад тэгээс хаалганы гүйдэл IG нь VGS-ийн огцом өсөлтийг эхлүүлэхийн тулд хаалганы эх үүсвэрийн эвдрэлийн хүчдэл BVGS гэж нэрлэгддэг.

2. асаах хүчдэл VT - асаах хүчдэл (мөн босго хүчдэл гэж нэрлэдэг): эх үүсвэрийг S хийж, дамжуулагч сувгийн эхлэлийн хооронд D зайлуулах шаардлагатай хаалганы хүчдэлийг бүрдүүлдэг; - стандартчилагдсан N-суваг MOSFET, VT нь ойролцоогоор 3 ~ 6V; - Сайжруулалтын дараа MOSFET VT утгыг 2 ~ 3V хүртэл бууруулж болно.

3. Дренажийн эвдрэлийн хүчдэл BVDS - VGS = 0 (хүчитгэсэн) нөхцөлд, ус зайлуулах хүчдэлийг нэмэгдүүлэх явцад VDS-ийг ус зайлуулах эвдрэлийн хүчдэл гэж нэрлэх үед ID нь эрс нэмэгдэж эхэлдэг BVDS - ID нь эрс нэмэгддэг. дараах хоёр тал:

(1) ус зайлуулах электродын ойролцоох хомсдолын давхаргын нуранги нуралт

(2) ус зайлуулах эх үүсвэрийн туйл хоорондын нэвтрэлтийн эвдрэл - зарим жижиг хүчдэлийн MOSFET, түүний сувгийн урт нь богино, VDS-ийг үе үе нэмэгдүүлэхийн тулд шавхалтын давхаргын ус зайлуулах бүсийг үе үе эх ​​үүсвэрийн бүс рүү тэлэх болно. , ингэснээр сувгийн урт нь тэг байхаар, өөрөөр хэлбэл ус зайлуулах эх үүсвэрийн нэвтрэлт, нэвтрэлт, дийлэнх тээвэрлэгчдийн эх үүсвэрийн бүс, эх үүсвэрийн бүс хоорондын зайг тэсвэрлэхийн тулд шулуун байх болно. цахилгаан талбайн шингээлтийн давхаргын хомсдол, алдагдсан бүсэд хүрэхийн тулд их хэмжээний ID үүснэ.

4. Тогтмол гүйдлийн оролтын эсэргүүцэл RGS-өөрөөр хэлбэл, хаалганы эх үүсвэр ба хаалганы гүйдлийн хооронд нэмсэн хүчдэлийн харьцаа, энэ шинж чанарыг заримдаа MOSFET-ийн RGS 1010Ω-ээс амархан давж чаддаг хаалганы гүйдэлээр илэрхийлдэг. 5.

5. Нөхцөлүүдийн тогтмол утгын хувьд VDS дахь нам давтамжийн дамжуулалтын gm-ийг гүйдлийн гүйдлийн бичил хэлбэлзэл ба энэ өөрчлөлтөөс үүссэн хаалганы эх үүсвэрийн хүчдэлийн бичил хэлбэлзлийг дамжуулагч gm гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь хаалганы эх үүсвэрийн хүчдэлийн хяналтыг тусгасан. ус зайлуулах гүйдэл нь чухал параметрийн MOSFET олшруулалт нь ерөнхийдөө цөөхөн хэдэн мА / В-ийн хүрээнд байгааг харуулах явдал юм. MOSFET нь 1010Ω-ээс амархан давж чаддаг.