Hvernig MOSFET-pakkar virka

Þegar hannað er rofi aflgjafa eða mótor drifrás með hjúpuðum MOSFET, taka flestir tillit til viðnáms MOS, hámarksspennu osfrv., hámarksstraums osfrv., og það eru margir sem taka aðeins tillit til þessara þátta. Slíkar hringrásir geta virkað, en þær eru ekki framúrskarandi og eru ekki leyfðar sem formleg vöruhönnun.

Eftirfarandi er smá samantekt á grunnatriðum MOSFET ogMOSFETökumannsrásir, sem ég vísa til fjölda heimilda, ekki allar upprunalegar. Þar á meðal kynning á MOSFET, eiginleikum, drif- og notkunarrásum. Pökkun MOSFET gerðir og tengi MOSFET er FET (annar JFET), hægt að framleiða í aukna eða eyðingu gerð, P-rás eða N-rás samtals fjórar gerðir, en raunveruleg notkun á aðeins auknum N-rás MOSFET og aukinni P -channel MOSFET, svo venjulega nefnt NMOS, eða PMOS vísar til þessara tveggja tegunda.

Hvað varðar hvers vegna ekki að nota MOSFETs af tæmingu, þá er ekki mælt með því að komast til botns í því. Fyrir þessar tvær tegundir af MOSFET aukahlutum er NMOS oftar notað vegna lítillar viðnáms og auðveldrar framleiðslu. Svo að skipta um aflgjafa og mótor drifforrit, nota venjulega NMOS. eftirfarandi kynningu, en einnig fleiraNMOS-byggt.

MOSFETs hafa sníkjurýmd milli pinnana þriggja, sem er ekki þörf, heldur vegna takmarkana á framleiðsluferli. Tilvist sníkjudýra rýmd í hönnun eða val á drifrásinni til að vera einhver vandræði, en það er engin leið til að forðast, og þá lýst í smáatriðum. Eins og þú sérð á MOSFET skýringarmyndinni er sníkjudíóða á milli frárennslis og uppsprettu.

Þetta er kallað líkamsdíóða og er mikilvægt við akstur innleiðandi álags eins og mótora. Við the vegur, líkama díóða er aðeins til staðar í einstaklingiMOSFETog er venjulega ekki til staðar inni í samþætta hringrásarflögunni. MOSFET ON EiginleikarOn þýðir að virka sem rofi, sem jafngildir lokun rofa.

NMOS einkenni, Vgs meiri en tiltekið gildi mun leiða, hentugur til notkunar í tilfelli þegar uppspretta er jarðtengd (lágmarks drif), svo lengi sem hlið spennu 4V eða 10V. PMOS einkenni, Vgs minna en ákveðið gildi mun leiða, hentugur til notkunar í tilviki þegar uppspretta er tengdur við VCC (háþróaður drif). Hins vegar, þó að auðvelt sé að nota PMOS sem háþróaðan ökumann, er NMOS venjulega notað í hágæða rekla vegna mikillar viðnáms, hás verðs og fárra skiptitegunda.

Pökkun MOSFET rofi rör tap, hvort sem það er NMOS eða PMOS, eftir leiðni það er á-viðnám er til staðar, þannig að núverandi mun neyta orku í þessari viðnám, þessi hluti af orku sem neytt er er kallað leiðni tap. Ef þú velur MOSFET með lítilli á-viðnám mun draga úr leiðnartapi. Nú á dögum er á-viðnám lítilla afl MOSFET yfirleitt um tugi milliohms, og nokkur milliohm eru einnig fáanleg. MOS má ekki vera lokið á augabragði þegar það leiðir og sker af. lækkunarferli, og straumurinn sem flæðir í gegnum hann hefur ferli til að aukast. Á þessum tíma er tap MOSFET afurð spennunnar og straumsins, sem kallast skiptitapið. Venjulega er skiptitapið miklu meira en leiðnartapið og því hraðar sem skiptitíðnin er, þeim mun meiri tap er. Afleiðing spennu og straums á augnabliki leiðslu er mjög stór, sem veldur miklu tapi.

Stytting skiptitímans dregur úr tapinu við hverja leiðslu; með því að draga úr skiptitíðninni dregur úr fjölda rofa á tímaeiningu. Báðar þessar aðferðir geta dregið úr skiptitapi. Afrakstur spennu og straums á augnabliki leiðslu er stór og tapið sem af því leiðir er einnig mikið. Stytting skiptitímans getur dregið úr tapinu við hverja leiðslu; Með því að draga úr skiptingartíðni er hægt að draga úr fjölda rofa á tímaeiningu. Báðar þessar aðferðir geta dregið úr skiptitapi. Akstur Í samanburði við tvískauta smára er almennt talið að ekki þurfi straum til að kveikja á pakkaðri MOSFET, svo framarlega sem GS spennan er yfir ákveðnu gildi. Þetta er auðvelt að gera, en við þurfum líka hraða. Hægt er að sjá uppbyggingu hjúpaðs MOSFET í nærveru sníkjurýmdar milli GS, GD og akstur MOSFET er í raun hleðsla og losun rýmdarinnar. Hleðsla þéttans krefst straums, því að hlaða þéttann samstundis má líta á sem skammhlaup, þannig að samstundisstraumurinn verður stærri. Það fyrsta sem þarf að hafa í huga þegar þú velur/hannar MOSFET rekla er stærð skammhlaupsstraumsins sem hægt er að veita.

Annað sem þarf að hafa í huga er að, almennt notað í hágæða drif NMOS, þarf spennan á tímahliðinu að vera meiri en upprunaspennan. Hágæða drif MOSFET leiðni source spenna og frárennsli spenna (VCC) það sama, þannig að hlið spenna en VCC 4 V eða 10 V. Ef í sama kerfi, til að fá stærri spennu en VCC, verðum við að sérhæfa okkur í auka hringrásir. Margir mótorstjórar eru með samþættar hleðsludælur, það er mikilvægt að hafa í huga að þú ættir að velja viðeigandi ytri rýmd til að fá nægan skammhlaupsstraum til að knýja MOSFET. 4V eða 10V er almennt notað í á-ástandsspennu MOSFET, auðvitað þarf hönnunin að hafa ákveðna framlegð. Því hærra sem spennan er, því hraðari er hraðinn í stöðunni og því lægri er viðnámið í stöðunni. Nú á dögum eru MOSFET-tæki með minni á-ástandsspennu sem notuð eru á mismunandi sviðum, en í 12V rafeindakerfum bíla dugar almennt 4V on-state. MOSFET drifrás og tap hennar.