Vilka är applikationsscenarierna för MOSFET?

MOSFET:er används ofta i analoga och digitala kretsar och är nära besläktade med våra liv. Fördelarna med MOSFET:er är: drivkretsen är relativt enkel. MOSFET:er kräver mycket mindre drivström än BJT:er och kan vanligtvis drivas direkt av CMOS eller öppen kollektor TTL-drivrutinkretsar. För det andra växlar MOSFET snabbare och kan arbeta med högre hastigheter eftersom det inte finns någon laddningslagringseffekt. Dessutom har MOSFET inte en sekundär mekanism för nedbrytningsfel. Ju högre temperatur, ofta desto starkare uthållighet, desto lägre är risken för termiskt haveri, men också i ett bredare temperaturområde för att ge bättre prestanda. MOSFETs har använts i ett stort antal applikationer, i hemelektronik, industriprodukter, elektromekaniska utrustning, smarta telefoner och andra bärbara digitala elektroniska produkter finns överallt.

MOSFET applikationsfallsanalys

1、Byt strömförsörjningsapplikationer

Per definition kräver denna applikation att MOSFET:er utför och stängs av med jämna mellanrum. Samtidigt finns det dussintals topologier som kan användas för att byta strömförsörjning, såsom DC-DC-strömförsörjning som vanligtvis används i den grundläggande buck-omvandlaren förlitar sig på två MOSFET:er för att utföra omkopplingsfunktionen, dessa omkopplare växelvis i induktorn för att lagra energi, och öppna sedan energin till lasten. För närvarande väljer designers ofta frekvenser i hundratals kHz och till och med över 1MHz, på grund av det faktum att ju högre frekvens, desto mindre och lättare är de magnetiska komponenterna. De näst viktigaste MOSFET-parametrarna vid omkoppling av strömförsörjning inkluderar utgångskapacitans, tröskelspänning, grindimpedans och lavinenergi.

2, motorstyrning applikationer

Motorstyrningsapplikationer är ett annat applikationsområde för kraftMOSFET. Typiska halvbrygga styrkretsar använder två MOSFET:er (fullbrygga använder fyra), men de två MOSFET:s avstängningstid (dödtid) är lika. För denna applikation är den omvända återställningstiden (trr) mycket viktig. Vid styrning av en induktiv belastning (såsom en motorlindning), kopplar styrkretsen MOSFET i bryggkretsen till avstängt tillstånd, vid vilken punkt en annan omkopplare i bryggkretsen tillfälligt vänder strömmen genom kroppsdioden i MOSFET. Således cirkulerar strömmen igen och fortsätter att driva motorn. När den första MOSFET-enheten leder igen måste laddningen som är lagrad i den andra MOSFET-dioden tas bort och laddas ur genom den första MOSFET-enheten. Detta är en energiförlust, så ju kortare trr desto mindre förlust.

3, bilapplikationer

Användningen av power MOSFETs i biltillämpningar har vuxit snabbt under de senaste 20 åren. DrivaMOSFETär vald för att den kan motstå transienta högspänningsfenomen orsakade av de vanliga elektroniska systemen för bilar, såsom lastbortfall och plötsliga förändringar i systemets energi, och dess paket är enkelt, huvudsakligen med TO220- och TO247-paket. Samtidigt blir tillämpningar som elfönsterhissar, bränsleinsprutning, intermittent torkare och farthållare gradvis standard i de flesta bilar, och liknande kraftenheter krävs i designen. Under denna period utvecklades MOSFET:ar för fordonsmotorer i takt med att motorer, solenoider och bränsleinjektorer blev mer populära.

MOSFETs som används i fordonsenheter täcker ett brett spektrum av spänningar, strömmar och på-motstånd. Motorstyrenheter överbryggar konfigurationer med 30V och 40V genombrottsspänningsmodeller, 60V-enheter används för att driva belastningar där plötslig lastavlastning och överspänningsstartförhållanden måste kontrolleras, och 75V-teknik krävs när industristandarden skiftas till 42V batterisystem. Höga hjälpspänningsenheter kräver användning av 100V till 150V-modeller, och MOSFET-enheter över 400V används i motordrivenheter och styrkretsar för strålkastare med hög intensitet (HID).

MOSFET-drivströmmar för bilar sträcker sig från 2A till över 100A, med ett påslagsmotstånd från 2mΩ till 100mΩ. MOSFET-laster inkluderar motorer, ventiler, lampor, värmekomponenter, kapacitiva piezoelektriska enheter och DC/DC-strömförsörjning. Växlingsfrekvenser sträcker sig vanligtvis från 10 kHz till 100 kHz, med det förbehållet att motorstyrning inte är lämplig för växling av frekvenser över 20 kHz. Andra stora krav är UIS-prestanda, driftsförhållanden vid korsningens temperaturgräns (-40 grader till 175 grader, ibland upp till 200 grader) och hög tillförlitlighet utöver bilens livslängd.

4, LED-lampor och lyktor förare

I designen av LED-lampor och lyktor använder ofta MOSFET, för LED konstant strömdrivare, i allmänhet använder NMOS. effekt MOSFET och bipolär transistor är vanligtvis olika. Dess gate kapacitans är relativt stor. Kondensatorn måste laddas innan ledning. När kondensatorspänningen överstiger tröskelspänningen börjar MOSFET:en leda. Därför är det viktigt att notera under konstruktionen att belastningskapaciteten hos grinddrivrutinen måste vara tillräckligt stor för att säkerställa att laddningen av den ekvivalenta grindkapacitansen (CEI) slutförs inom den tid som krävs av systemet.

Omkopplingshastigheten för MOSFET är starkt beroende av laddning och urladdning av ingångskapacitansen. Även om användaren inte kan minska värdet på Cin, men kan minska värdet på gate drive loop signalkälla internt motstånd Rs, vilket minskar grind loop laddning och urladdning tidskonstanter, för att påskynda växlingshastigheten, den allmänna IC-enheten kapacitet främst återspeglas här säger vi att valet avMOSFEThänvisar till den externa MOSFET-enhetens konstantströms-IC. inbyggda MOSFET IC:er behöver inte övervägas. Generellt sett kommer den externa MOSFET att övervägas för strömmar som överstiger 1A. För att erhålla en större och mer flexibel LED-strömkapacitet är den externa MOSFET-enheten det enda sättet att välja IC som måste drivas av lämplig förmåga, och MOSFET-ingångskapacitansen är nyckelparametern.