Sådan fungerer forbedrede pakke-MOSFET'er

Når man designer en switch-strømforsyning eller et motordrevkredsløb ved hjælp af indkapslede MOSFET'er, overvejer de fleste MOS-modstanden, den maksimale spænding osv., den maksimale strøm osv., og der er mange, der kun overvejer disse faktorer. Sådanne kredsløb kan fungere, men de er ikke fremragende og er ikke tilladt som formelle produktdesign.

Det følgende er en lille oversigt over det grundlæggende i MOSFET ogMOSFETdriverkredsløb, som jeg henviser til en række kilder, ikke alle originale. Herunder introduktionen af ​​MOSFET'er, karakteristika, drev og applikationskredsløb. Emballage MOSFET-typer og kryds MOSFET er en FET (en anden JFET), kan fremstilles til forbedret eller udtømningstype, P-kanal eller N-kanal i alt fire typer, men den faktiske anvendelse af kun forbedret N-kanal MOSFET og forbedret P -kanal MOSFET, så normalt omtalt som NMOS, eller PMOS refererer til disse to slags.

Hvad angår hvorfor ikke bruge depletion type MOSFET'er, anbefales det ikke at komme til bunds i det. For disse to typer ekstraudstyrs-MOSFET'er er NMOS mere almindeligt brugt på grund af dens lave modstandsdygtighed og lette fremstilling. Så skift af strømforsyning og motordrevapplikationer, brug generelt NMOS. følgende introduktion, men også mereNMOS-baseret.

MOSFET'er har parasitisk kapacitans mellem de tre ben, hvilket ikke er nødvendigt, men på grund af fremstillingsprocessens begrænsninger. Eksistensen af ​​parasitisk kapacitans i design eller udvælgelse af drevet kredsløb til at være nogle problemer, men der er ingen måde at undgå, og derefter beskrevet i detaljer. Som du kan se på MOSFET-skemaet, er der en parasitisk diode mellem afløbet og kilden.

Dette kaldes kropsdioden og er vigtig ved kørsel af induktive belastninger såsom motorer. Forresten er kropsdioden kun til stede i individuelleMOSFET'erog er normalt ikke til stede inde i den integrerede kredsløbschip. MOSFET ON KarakteristikaOn betyder at fungere som en switch, hvilket svarer til en switch-lukning.

NMOS karakteristika, Vgs større end en vis værdi vil lede, egnet til brug i tilfælde, hvor kilden er jordet (low-end drev), så længe gate spænding på 4V eller 10V. PMOS-karakteristika, Vgs mindre end en vis værdi vil lede, velegnet til brug i tilfælde, hvor kilden er forbundet til VCC (high-end drive). Selvom PMOS let kan bruges som en high-end-driver, bruges NMOS normalt i high-end-drivere på grund af den store on-modstand, høje pris og få udskiftningstyper.

Emballage MOSFET koblingsrør tab, uanset om det er NMOS eller PMOS, efter ledning er der on-modstand eksisterer, således at strømmen vil forbruge energi i denne modstand, denne del af den forbrugte energi kaldes ledningstab. Valg af en MOSFET med en lille on-modstand vil reducere ledningstabet. Nu om dage er tænd-modstanden på en lille effekt MOSFET generelt omkring titusvis af milliohm, og nogle få milliohm er også tilgængelige. MOS må ikke afsluttes på et øjeblik, når den leder og afbryder. Spændingen på begge sider af MOS har en processen med at falde, og strømmen, der flyder gennem den, har en proces med at stige. I løbet af denne tid er tabet af MOSFET produktet af spændingen og strømmen, som kaldes koblingstabet. Normalt er koblingstabet meget større end ledningstabet, og jo hurtigere koblingsfrekvensen er, desto større er tabet. Produktet af spænding og strøm i ledningsøjeblikket er meget stort, hvilket resulterer i store tab.

Forkortelse af koblingstiden reducerer tabet ved hver ledning; reduktion af koblingsfrekvensen reducerer antallet af kontakter pr. tidsenhed. Begge disse tilgange kan reducere omskiftningstabene. Produktet af spænding og strøm i ledningsøjeblikket er stort, og det resulterende tab er også stort. Forkortelse af koblingstiden kan reducere tabet ved hver ledning; reduktion af koblingsfrekvensen kan reducere antallet af kontakter pr. tidsenhed. Begge disse tilgange kan reducere omskiftningstabene. Kørsel Sammenlignet med bipolære transistorer antages det generelt, at der ikke kræves strøm for at tænde en pakket MOSFET, så længe GS-spændingen er over en vis værdi. Det er nemt at gøre, men vi har også brug for hurtighed. Strukturen af ​​den indkapslede MOSFET kan ses i tilstedeværelsen af ​​parasitisk kapacitans mellem GS, GD, og ​​driften af ​​MOSFET er i virkeligheden opladning og afladning af kapacitansen. Opladning af kondensatoren kræver en strøm, fordi opladning af kondensatoren øjeblikkeligt kan ses som en kortslutning, så den øjeblikkelige strøm bliver større. Den første ting at bemærke, når du vælger/designer en MOSFET-driver, er størrelsen af ​​den øjeblikkelige kortslutningsstrøm, der kan leveres.

Den anden ting at bemærke er, at, generelt brugt i high-end drev NMOS, skal gatespændingen til tiden være større end kildespændingen. High-end drev MOSFET ledningskildespænding og drænspænding (VCC) den samme, så gatespændingen end VCC 4 V eller 10 V. Hvis vi er i samme system, for at få en større spænding end VCC, er vi nødt til at specialisere os i boosting kredsløb. Mange motordrivere har integrerede ladepumper, det er vigtigt at bemærke, at du bør vælge den passende eksterne kapacitans, for at få nok kortslutningsstrøm til at drive MOSFET. 4V eller 10V bruges almindeligvis i MOSFET'ens on-state spænding, selvfølgelig skal designet have en vis margin. Jo højere spænding, desto hurtigere er on-state hastighed og jo lavere on-state modstand. I dag er der MOSFET'er med mindre on-state spænding, der bruges i forskellige felter, men i 12V automobilsystemer er generelt 4V on-state nok. MOSFET drevkredsløb og dets tab.