Så fungerar förbättrade MOSFET-paket

När man konstruerar en switchande strömförsörjning eller en motordrivkrets med inkapslade MOSFET:er, tar de flesta människor hänsyn till MOS-motståndet, den maximala spänningen etc., den maximala strömmen etc., och det finns många som bara tar hänsyn till dessa faktorer. Sådana kretsar kan fungera, men de är inte utmärkta och är inte tillåtna som formella produktdesigner.

Följande är en liten sammanfattning av grunderna i MOSFET ochMOSFETdrivkretsar, som jag hänvisar till ett antal källor, inte alla original. Inklusive introduktionen av MOSFETs, egenskaper, driv- och applikationskretsar. Förpackning MOSFET-typer och korsning MOSFET är en FET (en annan JFET), kan tillverkas till förbättrad eller utarmningstyp, P-kanal eller N-kanal totalt fyra typer, men den faktiska tillämpningen av endast förbättrad N-kanal MOSFET och förbättrad P -kanal MOSFET, så vanligtvis kallad NMOS, eller PMOS hänvisar till dessa två typer.

När det gäller varför inte använda MOSFETs av utarmningstyp, rekommenderas det inte att gå till botten med det. För dessa två typer av förbättrings-MOSFET är NMOS vanligare på grund av dess låga motstånd och enkla tillverkning. Så byte av strömförsörjning och motordrivningstillämpningar, använd i allmänhet NMOS. följande inledning, men också merNMOS-baserad.

MOSFETs har parasitisk kapacitans mellan de tre stiften, vilket inte behövs, men på grund av tillverkningsprocessens begränsningar. Förekomsten av parasitisk kapacitans i designen eller valet av drivkretsen för att vara några problem, men det finns inget sätt att undvika, och sedan beskrivs i detalj. Som du kan se på MOSFET-schemat finns det en parasitisk diod mellan avloppet och källan.

Detta kallas kroppsdioden och är viktigt för att driva induktiva belastningar som motorer. Förresten, är kroppsdioden endast närvarande i individMOSFEToch är vanligtvis inte närvarande inuti det integrerade kretschippet. MOSFET PÅ Egenskaper På betyder att agera som en omkopplare, vilket motsvarar en brytarstängning.

NMOS-egenskaper, Vgs större än ett visst värde kommer att leda, lämplig för användning i fallet när källan är jordad (low-end drive), så länge gate-spänningen på 4V eller 10V. PMOS-egenskaper, Vgs mindre än ett visst värde kommer att leda, lämplig för användning i fallet när källan är ansluten till VCC (high-end drive). Men även om PMOS lätt kan användas som en avancerad drivrutin, används NMOS vanligtvis i avancerade drivrutiner på grund av det stora motståndet, höga priset och få ersättningstyper.

Förpackning MOSFET kopplingsrör förlust, oavsett om det är NMOS eller PMOS, efter ledning finns det på-motstånd existerar, så att strömmen kommer att förbruka energi i detta motstånd, denna del av den förbrukade energin kallas ledningsförlust. Att välja en MOSFET med ett litet på-motstånd kommer att minska ledningsförlusten. Nuförtiden är på-motståndet hos MOSFET med liten effekt i allmänhet runt tiotals milliohm, och några få milliohm är också tillgängliga. MOS får inte slutföras på ett ögonblick när den leder och bryts. Spänningen på båda sidor av MOS har en processen att minska, och strömmen som flyter genom den har en process att öka. Under denna tid är förlusten av MOSFET produkten av spänningen och strömmen, vilket kallas växlingsförlusten. Vanligtvis är kopplingsförlusten mycket större än ledningsförlusten, och ju snabbare kopplingsfrekvensen är, desto större är förlusten. Produkten av spänning och ström vid ledningsögonblicket är mycket stor, vilket resulterar i stora förluster.

Förkortning av omkopplingstiden minskar förlusten vid varje ledning; minskning av kopplingsfrekvensen minskar antalet växlar per tidsenhet. Båda dessa tillvägagångssätt kan minska kopplingsförlusterna. Produkten av spänning och ström vid ledningsögonblicket är stor, och den resulterande förlusten är också stor. Att förkorta omkopplingstiden kan minska förlusten vid varje ledning; minskning av omkopplingsfrekvensen kan minska antalet omkopplare per tidsenhet. Båda dessa tillvägagångssätt kan minska kopplingsförlusterna. Körning Jämfört med bipolära transistorer tror man allmänt att ingen ström krävs för att slå på en paketerad MOSFET, så länge som GS-spänningen är över ett visst värde. Detta är lätt att göra, men vi behöver också snabbhet. Strukturen av den inkapslade MOSFET kan ses i närvaro av parasitisk kapacitans mellan GS, GD, och drivningen av MOSFET är i själva verket laddning och urladdning av kapacitansen. Att ladda kondensatorn kräver en ström, eftersom laddning av kondensatorn omedelbart kan ses som en kortslutning, så den momentana strömmen blir större. Det första att notera när man väljer/designer en MOSFET-drivrutin är storleken på den momentana kortslutningsströmmen som kan tillhandahållas.

Den andra saken att notera är att, vanligtvis i avancerade NMOS-enheter, måste gate-spänningen vara högre än källspänningen. High-end drivning MOSFET ledningskälla spänning och drain spänning (VCC) densamma, så grindspänningen än VCC 4 V eller 10 V. Om i samma system, för att få en större spänning än VCC, måste vi specialisera oss på förstärkningskretsar. Många motordrivrutiner har integrerade laddningspumpar, det är viktigt att notera att du bör välja lämplig extern kapacitans för att få tillräckligt med kortslutningsström för att driva MOSFET. 4V eller 10V används vanligtvis i MOSFET:s on-state spänning, naturligtvis måste designen ha en viss marginal. Ju högre spänning, desto snabbare är hastigheten i tillståndet och desto lägre resistans i tillståndet. Nuförtiden finns det MOSFET-enheter med mindre on-state-spänning som används inom olika områden, men i 12V bilelektroniksystem räcker i allmänhet 4V on-state. MOSFET-drivkretsen och dess förlust.