Mik a MOSFET-ek alkalmazási forgatókönyvei?

A MOSFET-eket széles körben használják analóg és digitális áramkörökben, és szorosan kapcsolódnak életünkhöz. A MOSFET-ek előnyei a következők: a meghajtó áramkör viszonylag egyszerű. TTL meghajtó áramkörök. Másodszor, a MOSFET-ek gyorsabban kapcsolnak, és nagyobb sebességgel is működhetnek, mivel nincs töltéstároló hatás. Ezenkívül a MOSFET-eknek nincs másodlagos meghibásodási mechanizmusa. Minél magasabb a hőmérséklet, gyakran annál erősebb az állóképesség, annál kisebb a hőlebomlás lehetősége, de a jobb teljesítmény érdekében szélesebb hőmérsékleti tartományban is.A MOSFET-eket számos alkalmazásban használták, fogyasztói elektronikában, ipari termékekben, elektromechanikus berendezések, okostelefonok és más hordozható digitális elektronikai termékek mindenhol megtalálhatók.

MOSFET alkalmazás esetelemzés

1, Kapcsoló tápegység alkalmazások

Értelemszerűen ez az alkalmazás megköveteli, hogy a MOSFET rendszeres időközönként működjön és leálljon. Ugyanakkor több tucat topológia használható kapcsolóüzemű tápegységhez, mint például az alap-átalakítóban általánosan használt DC-DC tápegység két MOSFET-re támaszkodik a kapcsolási funkció végrehajtásához, ezek a kapcsolók felváltva az induktorban tárolják. energiát, majd nyissa meg az energiát a terhelésnek. Jelenleg a tervezők gyakran több száz kHz-es, sőt 1 MHz feletti frekvenciát választanak, mivel minél magasabb a frekvencia, annál kisebbek és könnyebbek a mágneses komponensek. A kapcsolóüzemű tápegységek második legfontosabb MOSFET-paraméterei közé tartozik a kimeneti kapacitás, a küszöbfeszültség, a kapuimpedancia és a lavinaenergia.

2, motorvezérlő alkalmazások

A motorvezérlési alkalmazások a teljesítmény másik alkalmazási területeiMOSFET-ek. A tipikus félhíd vezérlőáramkörök két MOSFET-et használnak (a teljes híd négyet), de a két MOSFET kikapcsolási ideje (holtidő) egyenlő. Ennél az alkalmazásnál a fordított helyreállítási idő (trr) nagyon fontos. Induktív terhelés (például motortekercs) vezérlésekor a vezérlőáramkör a hídáramkörben lévő MOSFET-et kikapcsolt állapotba kapcsolja, ekkor a hídáramkör egy másik kapcsolója ideiglenesen megfordítja a MOSFET-ben lévő testdiódán áthaladó áramot. Így az áram újra kering, és továbbra is táplálja a motort. Amikor az első MOSFET ismét vezet, a másik MOSFET diódában tárolt töltést el kell távolítani, és az első MOSFET-en keresztül kisütni. Ez energiaveszteség, tehát minél rövidebb a trr, annál kisebb a veszteség.

3, autóipari alkalmazások

A nagy teljesítményű MOSFET-ek autóipari alkalmazásokban való felhasználása gyorsan nőtt az elmúlt 20 évben. HatalomMOSFETazért van kiválasztva, mert ellenáll az elterjedt autóelektronikai rendszerek okozta tranziens nagyfeszültségű jelenségeknek, mint például a terhelésleadás és a rendszerenergia hirtelen változása, és a csomagja egyszerű, főleg TO220 és TO247 csomagokat használ. Ugyanakkor az olyan alkalmazások, mint az elektromos ablakemelők, az üzemanyag-befecskendezés, a szakaszos ablaktörlők és a sebességtartó automatika, fokozatosan a legtöbb autóban alapfelszereltséggé válnak, és a tervezéshez hasonló erőművekre van szükség. Ebben az időszakban az autóipari MOSFET-ek fejlődtek, ahogy a motorok, mágnesszelepek és üzemanyag-befecskendezők egyre népszerűbbé váltak.

Az autóipari eszközökben használt MOSFET-ek feszültségek, áramok és bekapcsolási ellenállások széles skáláját fedik le. A motorvezérlő eszközök áthidalják a 30 V-os és 40 V-os megszakítási feszültségű modelleket használó konfigurációkat, a 60 V-os eszközöket olyan terhelések meghajtására használják, ahol a hirtelen terhelésmentességet és a túlfeszültség-indítás feltételeit szabályozni kell, és 75 V-os technológia szükséges, amikor az ipari szabványt 42 V-os akkumulátorrendszerekre váltják. A nagy segédfeszültségű eszközök 100–150 V-os modelleket igényelnek, a 400 V feletti MOSFET-eszközöket pedig a motorvezérlő egységekben és a nagy intenzitású kisülésű (HID) fényszórók vezérlőáramköreiben használják.

Az autóipari MOSFET hajtásáramok 2A és 100A között, a bekapcsolási ellenállás pedig 2mΩ és 100mΩ között van. A MOSFET terhelések közé tartoznak a motorok, szelepek, lámpák, fűtőelemek, kapacitív piezoelektromos szerelvények és DC/DC tápegységek. A kapcsolási frekvenciák általában 10 kHz és 100 kHz között mozognak, azzal a figyelmeztetéssel, hogy a motorvezérlés nem alkalmas 20 kHz feletti frekvenciák kapcsolására. További fontos követelmények az UIS teljesítménye, a működési feltételek a csomóponti hőmérséklet határán (-40 foktól 175 fokig, esetenként akár 200 fokig) és az autó élettartamán túli nagy megbízhatóság.

4, LED lámpák és lámpák meghajtó

A LED-lámpák és lámpák tervezésénél gyakran használnak MOSFET-et, a LED állandó áramú meghajtóhoz általában NMOS-t használnak. teljesítmény MOSFET és bipoláris tranzisztor általában különbözik. A kapukapacitása viszonylag nagy. A kondenzátort a vezetés előtt fel kell tölteni. Amikor a kondenzátor feszültsége meghaladja a küszöbfeszültséget, a MOSFET vezetni kezd. Ezért a tervezés során fontos megjegyezni, hogy a kapumeghajtó teherbírásának elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy az egyenértékű kapukapacitás (CEI) töltése a rendszer által igényelt időn belül befejeződjön.

A MOSFET kapcsolási sebessége nagymértékben függ a bemeneti kapacitás töltésétől és kisütésétől. Bár a felhasználó nem tudja csökkenteni a Cin értékét, de csökkentheti a kapumeghajtó hurok jelforrásának belső ellenállásának Rs értékét, ezáltal csökkentve a kapuhurok töltési és kisütési időállandóit, hogy felgyorsítsa a kapcsolási sebességet, az általános IC-meghajtó képességét elsősorban itt tükröződik, azt mondjuk, hogy a választásMOSFETA külső MOSFET meghajtó állandó áramú IC-ire utal. a beépített MOSFET IC-ket nem kell figyelembe venni. Általánosságban elmondható, hogy az 1A-t meghaladó áramoknál a külső MOSFET-et kell figyelembe venni. A nagyobb és rugalmasabb LED-teljesítmény elérése érdekében a külső MOSFET az egyetlen módja az IC kiválasztásának, amelyet a megfelelő képességgel kell meghajtani, és a MOSFET bemeneti kapacitása a legfontosabb paraméter.