Care este rolul MOSFET-urilor de tensiune mică?

Există multe varietăți deMOSFET-uri, împărțit în principal în MOSFET-uri de joncțiune și MOSFET-uri cu poartă izolată două categorii și toate au puncte de canal N și canal P.

Tranzistorul cu efect de câmp cu oxid de metal și semiconductor, denumit MOSFET, este împărțit în MOSFET de tip epuizare și MOSFET de îmbunătățire.

MOSFET-urile sunt, de asemenea, împărțite în tuburi cu o singură poartă și tuburi cu două poartă. MOSFET cu dublă poartă are două porți independente G1 și G2, din construcția echivalentului a două MOSFET cu o singură poartă conectate în serie, iar curentul său de ieșire se modifică prin controlul tensiunii cu două porți. Această caracteristică a MOSFET-urilor cu dublă poartă aduce o mare comoditate atunci când sunt utilizate ca amplificatoare de înaltă frecvență, amplificatoare de control al câștigului, mixere și demodulatoare.

1, MOSFETtipul si structura

MOSFET este un fel de FET (un alt fel este JFET), poate fi fabricat în tip îmbunătățit sau de epuizare, canal P sau canal N un total de patru tipuri, dar aplicarea teoretică numai a MOSFET îmbunătățit cu canal N și P- 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 recomandați căutarea cauzei principale. În ceea ce privește cele două MOSFET îmbunătățite, cel mai des folosit este NMOS, motivul este că rezistența la pornire este mică și ușor de fabricat. Deci, comutarea surselor de alimentare și aplicațiile de acționare a motorului, în general, utilizați NMOS. citatul următor, dar și mai mult bazat pe NMOS. trei pini ai capacității parazitare MOSFET există între cei trei pini, ceea ce nu este nevoile noastre, ci din cauza limitărilor procesului de fabricație. Existența capacității parazitare în proiectarea sau selectarea circuitului de acționare pentru a economisi ceva timp, dar nu există nicio modalitate de a evita, și apoi introducerea detaliată. În diagrama schematică MOSFET pot fi văzute, scurgerea și sursa dintre o diodă parazită. Aceasta se numește dioda corpului, în conducerea sarcinilor raționale, această diodă este foarte importantă. Apropo, dioda corpului există doar într-un singur MOSFET, de obicei nu în interiorul cipului circuitului integrat.

2, caracteristicile de conducere MOSFET

Semnificația conducției este ca un comutator, echivalent cu o închidere a comutatorului. Caracteristicile NMOS, Vgs mai mari decât o anumită valoare va conduce, potrivit pentru utilizare în cazul în care sursa este împămânțată (unitate low-end), ajunge doar tensiunea de poartă la caracteristicile 4V sau 10V.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, desigur, PMOS poate fi foarte ușor de utilizat ca driver high-end, dar din cauza rezistenței, scumpe, mai puține tipuri de schimburi și alte motive, în driverul high-end, de obicei, încă mai folosesc NMOS.

3, MOSFETpierdere de comutare

Fie că este NMOS sau PMOS, după ce există rezistența la pornire, astfel încât curentul va consuma energie în această rezistență, această parte a energiei consumate se numește pierdere de rezistență la pornire. Selectarea unui MOSFET cu o rezistență la pornire mică va reduce pierderea rezistenței la pornire. Rezistența obișnuită de pornire MOSFET de mică putere este de obicei de zeci de miliohmi, câțiva miliohmi acolo. MOS în timpul de pornire și tăiere, nu trebuie să fie în completarea instantanee a tensiunii peste MOS există un proces de scădere, curentul care curge printr-un proces de creștere, în acest timp, pierderea MOSFET este produsul dintre tensiune și curent 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. Un produs mare de tensiune și curent în momentul conducției constituie o pierdere mare. 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.

 
4, unitate MOSFET

În comparație cu tranzistoarele bipolare, se presupune în mod obișnuit că nu este necesar niciun curent pentru a conduce MOSFET, doar că tensiunea GS este peste o anumită valoare. Acest lucru este ușor de făcut, dar avem nevoie și de viteză. În structura MOSFET-ului puteți vedea că există o capacitate parazită între GS, GD, iar conducerea MOSFET-ului este, în teorie, încărcarea și descărcarea capacității. Încărcarea condensatorului necesită un curent și, deoarece încărcarea instantanee a condensatorului poate fi văzută ca un scurtcircuit, curentul instantaneu va fi mare. Selectarea / proiectarea unității MOSFET, primul lucru la care trebuie să acordați atenție este dimensiunea curentului instantaneu de scurtcircuit care poate fi furnizat. Al doilea lucru la care trebuie să acordați atenție este că, utilizat în general în NMOS de înaltă calitate, la cerere, tensiunea porții este mai mare decât tensiunea sursei. High-end drive MOS tubul de conducție sursă de tensiune și dren voltaj (VCC) la fel, astfel încât tensiunea de poartă decât VCC 4V sau 10V. presupunând că în același sistem, pentru a obține o tensiune mai mare decât VCC, avem nevoie de un circuit special de amplificare. Multe drivere de motor sunt pompe de încărcare integrate, pentru a acorda atenție ar trebui să aleagă condensatorul extern adecvat, pentru a obține suficient curent de scurtcircuit pentru a conduce MOSFET. 4V sau 10V spus mai sus este utilizat în mod obișnuit MOSFET pe tensiune, designul, desigur, necesitatea de a avea 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. De obicei, există și MOSFET-uri de tensiune mai mici, utilizate în diferite categorii, dar în sistemele electronice auto de 12V, starea obișnuită de 4V este suficientă.

Principalii parametri ai MOSFET sunt următorii:

1. poarta sursă de rupere tensiune BVGS - în procesul de creștere a tensiunii poarta sursei, astfel încât poarta curent IG de la zero pentru a începe o creștere bruscă a VGS, cunoscut sub numele de poarta sursă de rupere tensiune BVGS.

2. tensiune de pornire VT - tensiune de pornire (cunoscută și sub denumirea de tensiune de prag): faceți sursa S și scurgerea D între începutul canalului conductor constituie tensiunea de poartă necesară; - MOSFET N-canal standardizat, VT este de aproximativ 3 ~ 6V; - după procesul de îmbunătățire, poate reduce valoarea MOSFET VT la 2 ~ 3V.

3. Tensiunea de drenaj BVDS - în condiția VGS = 0 (întărită), în procesul de creștere a tensiunii de drenare, astfel încât ID-ul începe să crească dramatic atunci când VDS se numește tensiune de drenaj BVDS - ID a crescut dramatic datorită următoarele două aspecte:

(1) defalcarea prin avalanșă a stratului de epuizare din apropierea electrodului de scurgere

(2) defalcare de penetrare a interpolului sursă de scurgere - unele MOSFET de tensiune mică, lungimea canalului său este scurtă, din când în când pentru a crește VDS-ul va face ca regiunea de scurgere a stratului de epuizare să se extindă din când în când în regiunea sursă , astfel încât lungimea canalului de zero, adică între penetrarea sursei de scurgere, penetrarea, regiunea sursă a majorității purtătorilor, regiunea sursă, va fi direct pentru a rezista stratului de epuizare al absorbția câmpului electric, pentru a ajunge în regiunea de scurgere, rezultând un ID mare.

4. Rezistența de intrare DC RGS-adică, raportul dintre tensiunea adăugată între sursa de poartă și curentul de poartă, această caracteristică este uneori exprimată în termeni de curent de poartă care curge prin RGS MOSFET-ului de poartă poate depăși cu ușurință 1010Ω. 5.

5. transconductanță de joasă frecvență gm în VDS pentru o valoare fixă ​​a condițiilor, microvarianța curentului de scurgere și microvarianța tensiunii sursei de poartă cauzate de această schimbare se numește transconductanță gm, reflectând controlul tensiunii sursei de poartă pe curentul de scurgere este de a arăta că amplificarea MOSFET a unui parametru important, în general în intervalul de la câțiva până la câțiva mA / V. MOSFET-ul poate depăși cu ușurință 1010Ω.