Cum funcționează pachetele MOSFET îmbunătățite

Atunci când proiectează o sursă de alimentare comutată sau un circuit de acționare a motorului folosind MOSFET-uri încapsulate, majoritatea oamenilor iau în considerare rezistența la pornire a MOS, tensiunea maximă etc., curentul maxim etc. și sunt mulți care iau în considerare doar acești factori. Astfel de circuite pot funcționa, dar nu sunt excelente și nu sunt permise ca modele formale de produse.

Următorul este un mic rezumat al elementelor de bază ale MOSFET șiMOSFETcircuite driver, la care mă refer la o serie de surse, nu toate originale. Inclusiv introducerea de MOSFET, caracteristici, circuite de acționare și aplicații. Ambalare tipuri MOSFET și joncțiune MOSFET este un FET (alt JFET), poate fi fabricat în tip îmbunătățit sau de epuizare, canal P sau canal N un total de patru tipuri, dar aplicarea efectivă numai a MOSFET îmbunătățit cu canal N și P îmbunătățit -MOSFET de canal, denumit de obicei NMOS, sau PMOS se referă la aceste două tipuri.

În ceea ce privește de ce să nu folosiți MOSFET-uri de tip epuizare, nu este recomandat să ajungeți la fundul acestuia. Pentru aceste două tipuri de MOSFET de îmbunătățire, NMOS este utilizat mai frecvent datorită rezistenței sale scăzute la pornire și ușurinței de fabricare. Deci, comutarea surselor de alimentare și aplicațiile de acționare a motorului, în general, utilizați NMOS. următoarea introducere, dar și mai multeNMOS-bazat.

MOSFET-urile au capacitate parazită între cei trei pini, care nu este necesară, dar din cauza limitărilor procesului de fabricație. Existența capacității parazitare în proiectarea sau selecția circuitului de acționare să fie unele probleme, dar nu există nicio modalitate de a evita, și apoi descris în detaliu. După cum puteți vedea pe schema MOSFET, există o diodă parazită între dren și sursă.

Aceasta se numește diodă de corp și este importantă în conducerea sarcinilor inductive, cum ar fi motoarele. Apropo, dioda corpului este prezentă doar la individMOSFET-uriși de obicei nu este prezent în interiorul cipului circuitului integrat.MOSFET ON CaracteristiciOn înseamnă acționarea ca un comutator, ceea ce este echivalent cu o închidere a comutatorului.

Caracteristicile NMOS, Vgs mai mari decât o anumită valoare vor conduce, potrivite pentru utilizare în cazul în care sursa este împămânțată (unitate low-end), atâta timp cât tensiunea de poartă de 4V sau 10V. Caracteristicile PMOS, Vgs mai mici decât o anumită valoare vor conduce, potrivite pentru utilizare în cazul în care sursa este conectată la VCC (unitate high-end). Cu toate acestea, deși PMOS poate fi utilizat cu ușurință ca un driver de ultimă generație, NMOS este de obicei utilizat în driverele de ultimă generație datorită rezistenței mari, prețului ridicat și puținelor tipuri de înlocuire.

Pierderea tubului de comutare MOSFET de ambalare, indiferent dacă este NMOS sau PMOS, după conducție există rezistență la pornire, astfel încât curentul va consuma energie în această rezistență, această parte a energiei consumate se numește pierdere prin conducție. Selectarea unui MOSFET cu o rezistență mică la pornire va reduce pierderea de conducție. În zilele noastre, rezistența la pornire a MOSFET-ului de putere mică este în general în jur de zeci de miliohmi și sunt, de asemenea, disponibili câțiva miliohmi. MOS nu trebuie să fie finalizat într-o clipă când conduce și se întrerupe. proces de scădere, iar curentul care trece prin acesta are un proces de creștere. În acest timp, pierderea MOSFET este produsul dintre tensiune și curent, care se numește pierdere de comutare. De obicei, pierderea de comutare este mult mai mare decât pierderea de conducție și cu cât frecvența de comutare este mai rapidă, cu atât pierderea este mai mare. Produsul tensiunii și curentului în momentul conducției este foarte mare, rezultând pierderi mari.

Scurtarea timpului de comutare reduce pierderea la fiecare conductie; reducerea frecvenței de comutare reduce numărul de comutatoare pe unitatea de timp. Ambele abordări pot reduce pierderile de comutare. Produsul tensiunii și curentului în momentul conducției este mare, iar pierderea rezultată este, de asemenea, mare. Scurtarea timpului de comutare poate reduce pierderea la fiecare conductie; reducerea frecvenței de comutare poate reduce numărul de comutatoare pe unitatea de timp. Ambele abordări pot reduce pierderile de comutare. Conducere În comparație cu tranzistoarele bipolare, se crede în general că nu este nevoie de curent pentru a porni un MOSFET ambalat, atâta timp cât tensiunea GS este peste o anumită valoare. Acest lucru este ușor de făcut, dar avem nevoie și de viteză. Structura MOSFET-ului încapsulat poate fi văzută în prezența capacității parazitare între GS, GD, iar antrenarea MOSFET-ului este, de fapt, încărcarea și descărcarea capacității. Încărcarea condensatorului necesită un curent, deoarece încărcarea instantanee a condensatorului poate fi văzută ca un scurtcircuit, astfel încât curentul instantaneu va fi mai mare. Primul lucru de reținut atunci când selectați/proiectați un driver MOSFET este mărimea curentului instantaneu de scurtcircuit care poate fi furnizat.

Al doilea lucru de remarcat este că, utilizat în general în NMOS de vârf, tensiunea la timp trebuie să fie mai mare decât tensiunea sursei. High-end drive MOSFET tensiune sursă de conducție și tensiune de scurgere (VCC) la fel, astfel încât tensiunea de poartă decât VCC 4 V sau 10 V. Dacă în același sistem, pentru a obține o tensiune mai mare decât VCC, trebuie să ne specializam în circuite de amplificare. Multe drivere de motor au pompe de încărcare integrate, este important să rețineți că ar trebui să alegeți capacitatea externă adecvată, pentru a obține suficient curent de scurtcircuit pentru a conduce MOSFET-ul. 4V sau 10V sunt utilizate în mod obișnuit în tensiunea de stare a MOSFET-ului, desigur, designul trebuie să aibă o anumită marjă. Cu cât tensiunea este mai mare, cu atât viteza de pornire este mai mare și cu atât rezistența de pornire este mai mică. În zilele noastre, există MOSFET-uri cu tensiune mai mică în stare de funcționare utilizate în diferite domenii, dar în sistemele electronice auto de 12V, în general, 4V în starea este suficientă. Circuitul de comandă MOSFET și pierderea acestuia.