Mi a szerepe a kisfeszültségű MOSFET-eknek?

Sok fajta létezikMOSFET-ek, főként csomóponti MOSFET-ekre és szigetelt kapu MOSFET-ekre osztva két kategóriában, és mindegyik rendelkezik N-csatornás és P-csatornás pontokkal.

A fém-oxid-félvezető térhatású tranzisztor, amelyet MOSFET-nek neveznek, kimerítő típusú MOSFET és bővítő típusú MOSFET-re oszlik.

A MOSFET-eket egykapus és kétkapus csövekre is osztják. A kétkapu MOSFET két független G1 és G2 kapuval rendelkezik, két egykapu MOSFET egyenértékű felépítéséből adódóan sorba kapcsolva, és kimeneti árama a két kapu feszültségszabályozásával változik. A kétkapu MOSFET-ek ezen jellemzője nagy kényelmet biztosít, ha nagyfrekvenciás erősítőkként, erősítésszabályozó erősítőkként, keverőkként és demodulátorként használják őket.

1, MOSFETtípusa és szerkezete

A MOSFET egyfajta FET (másik típus a JFET), javított vagy depletion típusú, P-csatornás vagy N-csatornás, összesen négy típusba gyártható, de elméletileg csak a továbbfejlesztett N-csatornás MOSFET és a továbbfejlesztett P- A csatorna MOSFET, amelyet általában NMOS-nak neveznek, vagy a PMOS erre a két típusra utal. Ami a kimerülési típusú MOSFET-eket illeti, ne javasoljuk a kiváltó ok keresését. A két továbbfejlesztett MOSFET közül a leggyakrabban használt az NMOS, ennek oka az, hogy a bekapcsolási ellenállás kicsi, és könnyen gyártható. Tehát a kapcsolóüzemű tápegység és a motorhajtás alkalmazások általában NMOS-t használnak. a következő idézet, hanem inkább NMOS alapú. A MOSFET parazita kapacitás három érintkezője van a három érintkező között, ami nem a mi igényünk, hanem a gyártási folyamat korlátai miatt. A parazita kapacitás megléte a meghajtó áramkör tervezésében vagy kiválasztásában, hogy időt takarítson meg, de nincs mód elkerülésére, majd részletes bevezetést. A MOSFET sematikus diagramján látható a lefolyó és a forrás a parazita dióda között. Ezt testdiódának hívják, racionális terheléseknél ez a dióda nagyon fontos. A testdióda egyébként csak egyetlen MOSFET-ben létezik, az integrált áramköri chipen belül általában nem.

2, MOSFET vezetési jellemzők

A vezetés jelentősége kapcsolóként, kapcsolózárással egyenértékű. NMOS karakterisztikája, egy bizonyos értéknél nagyobb Vgs vezet, alkalmas arra az esetre, ha a forrás földelt (alacsony hajtás), csak a kapufeszültség érkezik 4V vagy 10V.PMOS karakterisztika esetén egy bizonyos értéknél kisebb Vgs vezet, alkalmas arra az esetre, ha a forrás VCC-hez (high-end drive) csatlakozik.

Természetesen a PMOS-t nagyon könnyű használni csúcskategóriás meghajtóként, de az ellenállás, a drága, kevesebb típusú csere és egyéb okok miatt a csúcskategóriás meghajtókban általában továbbra is NMOS-t használnak.

3, MOSFETkapcsolási veszteség

Legyen szó NMOS-ról vagy PMOS-ról, miután a bekapcsolási ellenállás fennáll, így az áram ebben az ellenállásban fogyaszt energiát, az elfogyasztott energiának ezt a részét bekapcsolási ellenállás veszteségnek nevezzük. Kis bekapcsolási ellenállású MOSFET kiválasztása csökkenti a bekapcsolási ellenállás veszteségét. A szokásos kis teljesítményű MOSFET bekapcsolási ellenállása általában tíz milliohm, ott néhány milliohm. A MOS a bekapcsolási és lekapcsolási időben nem lehet a feszültség azonnali befejeződése a MOS-on, leesési folyamat van, az áram emelkedik, ezalatt a MOSFET elvesztése a feszültség és az áram szorzatát kapcsolási veszteségnek nevezzük. Általában a kapcsolási veszteség sokkal nagyobb, mint a vezetési veszteség, és minél gyorsabb a kapcsolási frekvencia, annál nagyobb a veszteség. A feszültség és az áram nagy szorzata a vezetés pillanatában nagy veszteséget jelent. A kapcsolási idő lerövidítése csökkenti a veszteséget minden egyes vezetésnél; a kapcsolási frekvencia csökkentése csökkenti az egységnyi időre eső kapcsolások számát. Mindkét megközelítés csökkentheti a kapcsolási veszteséget.

 
4, MOSFET meghajtó

A bipoláris tranzisztorokhoz képest általánosan feltételezik, hogy a MOSFET vezetéséhez nincs szükség áramra, csak a GS feszültség egy bizonyos érték felett van. Ezt könnyű megtenni, de szükségünk van a gyorsaságra is. A MOSFET felépítésében látható, hogy a GS, GD között parazita kapacitás van, és a MOSFET meghajtása elméletileg a kapacitás töltése és kisütése. A kondenzátor feltöltéséhez áramra van szükség, és mivel a kondenzátor azonnali feltöltése rövidzárlatnak tekinthető, a pillanatnyi áramerősség magas lesz. A MOSFET hajtás kiválasztása / tervezése Az első dolog, amire figyelni kell, a pillanatnyi zárlati áram nagysága. A második dolog, amire figyelni kell, hogy általában a csúcskategóriás NMOS meghajtókban használják, igény szerint a kapu feszültsége nagyobb, mint a forrás feszültsége. High-end meghajtó MOS cső vezetési forrás feszültsége és a lefolyó feszültség (VCC) ugyanaz, így a kapu feszültsége, mint a VCC 4V vagy 10V. Feltételezve, hogy ugyanabban a rendszerben a VCC-nél nagyobb feszültség eléréséhez speciális boost áramkörre van szükségünk. Sok motor meghajtó integrált töltőszivattyúval rendelkezik, ezért érdemes odafigyelni a megfelelő külső kondenzátor kiválasztására, hogy elegendő rövidzárlati áramot kapjon a MOSFET meghajtásához. 4V vagy 10V fent említett általánosan használt MOSFET a feszültség, a tervezés természetesen, hogy szükség van egy bizonyos tartalék. Minél nagyobb a feszültség, annál nagyobb a bekapcsolási sebesség és annál kisebb a bekapcsolási ellenállás. Általában kisebb bekapcsolt feszültségű MOSFET-eket is használnak a különböző kategóriákban, de a 12V-os autóelektronikai rendszerekben a szokásos 4V-os bekapcsolt állapot is elegendő.

A MOSFET fő paraméterei a következők:

1. kapuforrás letörési feszültség BVGS - a folyamatban a kapuforrás feszültségének növelése, hogy a kapu áramerőssége IG nulláról kezdje meg a VGS éles növekedését, amely BVGS kapuforrás áttörési feszültségeként ismert.

2. bekapcsolási feszültség VT - bekapcsolási feszültség (más néven küszöbfeszültség): az S forrás és a D lefolyó a vezető csatorna kezdete között képezze a szükséges kapufeszültséget; - szabványos N-csatornás MOSFET, VT körülbelül 3 ~ 6V; - a javítási folyamat után a MOSFET VT értéke 2 ~ 3 V-ra csökkenthető.

3. Lefolyó áttörési feszültség BVDS - VGS = 0 (megerősített) feltétel mellett, a leeresztő feszültség növelésének folyamatában úgy, hogy az ID drámaian növekedni kezd, amikor a VDS-t lefolyó áttörési feszültségnek nevezik BVDS - az ID drámaian megnőtt a következő két szempont:

(1) a kimerítő réteg lavinatörése a leeresztő elektróda közelében

(2) lefolyó-forrás pólusok közötti penetrációs meghibásodás - néhány kis feszültségű MOSFET, a csatorna hossza rövid, időről időre a VDS növelése érdekében a kimerítő réteg lefolyó régióját időről időre kiterjeszti a forrás régióra , így a csatorna hossza nulla, azaz a drén-forrás behatolás, penetráció, a hordozók többségének forrásterülete, a forrásterület között egyenes lesz, hogy ellenálljon a kimerítő rétegnek. az elektromos mező abszorpciója, hogy megérkezzen a szivárgási tartományba, ami nagy ID-t eredményez.

4. DC bemeneti ellenállás RGS-azaz a kapuforrás és a kapuáram közötti hozzáadott feszültség aránya, ezt a karakterisztikát néha a kapun átfolyó kapuáramban fejezik ki a MOSFET RGS-e könnyen meghaladhatja az 1010Ω-ot. 5.

5. A VDS-ben a gm kisfrekvenciás transzkonduktancia a feltételek fix értékéhez, a lefolyóáram mikrovarianciáját és az e változás által okozott kapuforrás feszültség mikrovarianciáját transzkonduktancia gm-nek nevezzük, amely tükrözi a kapuforrás feszültségének szabályozását a leeresztőáram annak bemutatása, hogy a MOSFET erősítése egy fontos paraméter, általában néhány és néhány mA / V tartományban. A MOSFET könnyen meghaladhatja 1010Ω.