Hvordan forbedrede pakke-MOSFET-er fungerer

Når du designer en svitsjingsstrømforsyning eller motordrivkrets ved bruk av innkapslede MOSFET-er, vurderer de fleste på-motstanden til MOS, maksimal spenning, etc., maksimal strøm, etc., og det er mange som kun vurderer disse faktorene. Slike kretser kan fungere, men de er ikke gode og er ikke tillatt som formelle produktdesign.

Følgende er en liten oppsummering av det grunnleggende om MOSFET ogMOSFETdriverkretser, som jeg refererer til en rekke kilder, ikke alle originale. Inkludert introduksjon av MOSFET-er, egenskaper, driv- og applikasjonskretser. Emballasje MOSFET-typer og knutepunkt MOSFET er en FET (en annen JFET), kan produseres til forbedret eller utarmingstype, P-kanal eller N-kanal totalt fire typer, men den faktiske bruken av bare forbedret N-kanal MOSFET og forbedret P -kanal MOSFET, så vanligvis referert til som NMOS, eller PMOS refererer til disse to typene.

Når det gjelder hvorfor ikke bruke depletion type MOSFETs, anbefales det ikke å gå til bunns i det. For disse to typer forbedrings-MOSFET-er, er NMOS oftere brukt på grunn av den lave motstanden og den enkle fabrikasjonen. Så å bytte strømforsyning og motordrevapplikasjoner, bruker vanligvis NMOS. følgende introduksjon, men også merNMOS-basert.

MOSFET-er har parasittisk kapasitans mellom de tre pinnene, noe som ikke er nødvendig, men på grunn av begrensninger i produksjonsprosessen. Eksistensen av parasittisk kapasitans i design eller valg av drivkretsen til å være noen problemer, men det er ingen måte å unngå, og deretter beskrevet i detalj. Som du kan se på MOSFET-skjemaet, er det en parasittisk diode mellom avløpet og kilden.

Dette kalles kroppsdioden og er viktig for å drive induktive belastninger som motorer. Forresten, kroppen diode er bare til stede i individuelleMOSFET-erog er vanligvis ikke tilstede inne i den integrerte kretsbrikken. MOSFET PÅ KarakteristikkPå betyr å fungere som en bryter, som tilsvarer en bryterlukking.

NMOS-egenskaper, Vgs større enn en viss verdi vil lede, egnet for bruk i tilfelle når kilden er jordet (low-end-stasjon), så lenge gatespenningen på 4V eller 10V. PMOS-egenskaper, Vgs mindre enn en viss verdi vil lede, egnet for bruk i tilfelle når kilden er koblet til VCC (high-end drive). Men selv om PMOS lett kan brukes som en avansert driver, brukes NMOS vanligvis i avanserte drivere på grunn av den store motstanden, høy pris og få erstatningstyper.

Emballasje MOSFET svitsjerør tap, enten det er NMOS eller PMOS, etter ledning er det på-motstand eksisterer, slik at strømmen vil forbruke energi i denne motstanden, denne delen av energien som forbrukes kalles ledningstap. Å velge en MOSFET med liten på-motstand vil redusere ledningstapet. I dag er på-motstanden til MOSFET med liten effekt vanligvis rundt titalls milliohm, og noen få milliohm er også tilgjengelig. MOS må ikke fullføres på et øyeblikk når den leder og avbrytes. Spenningen på begge sider av MOS har en prosessen med å redusere, og strømmen som flyter gjennom den har en prosess med å øke. I løpet av denne tiden er tapet av MOSFET produktet av spenningen og strømmen, som kalles byttetapet. Vanligvis er svitsjetapet mye større enn ledningstapet, og jo raskere svitsjefrekvensen er, jo større tapet. Produktet av spenning og strøm ved ledningstidspunktet er veldig stort, noe som resulterer i store tap.

Forkorting av koblingstiden reduserer tapet ved hver ledning; reduksjon av svitsjefrekvensen reduserer antall brytere per tidsenhet. Begge disse tilnærmingene kan redusere byttetapene. Produktet av spenning og strøm ved ledningstidspunktet er stort, og det resulterende tapet er også stort. Å forkorte koblingstiden kan redusere tapet ved hver ledning; reduksjon av byttefrekvensen kan redusere antall brytere per tidsenhet. Begge disse tilnærmingene kan redusere byttetapene. Kjøring Sammenlignet med bipolare transistorer, er det generelt antatt at det ikke kreves strøm for å slå på en pakket MOSFET, så lenge GS-spenningen er over en viss verdi. Dette er enkelt å gjøre, men vi trenger også fart. Strukturen til den innkapslede MOSFET kan sees i nærvær av parasittisk kapasitans mellom GS, GD, og ​​driften av MOSFET er faktisk lading og utlading av kapasitansen. Lading av kondensatoren krever en strøm, fordi å lade kondensatoren øyeblikkelig kan sees på som en kortslutning, så den øyeblikkelige strømmen blir større. Det første du bør merke deg når du velger/designer en MOSFET-driver er størrelsen på den øyeblikkelige kortslutningsstrømmen som kan gis.

Den andre tingen å merke seg er at, vanligvis brukt i high-end NMOS-stasjoner, må gatespenningen på tid være større enn kildespenningen. High-end stasjon MOSFET ledningskildespenning og avløpsspenning (VCC) den samme, så gatespenningen enn VCC 4 V eller 10 V. Hvis vi er i samme system, for å få en større spenning enn VCC, må vi spesialisere oss på økende kretser. Mange motordrivere har integrerte ladepumper, det er viktig å merke seg at du bør velge riktig ekstern kapasitans, for å få nok kortslutningsstrøm til å drive MOSFET. 4V eller 10V brukes ofte i på-tilstand spenningen til MOSFET, selvfølgelig må designet ha en viss margin. Jo høyere spenningen er, desto raskere er hastigheten på tilstanden og desto lavere motstanden på tilstanden. I dag er det MOSFET-er med mindre on-state-spenning som brukes i forskjellige felt, men i 12V elektroniske bilsystemer er generelt 4V on-state nok. MOSFET-drivkretsen og dens tap.