MOSFETlar uchun dastur stsenariylari qanday?

MOSFETlar analog va raqamli sxemalarda keng qo'llaniladi va bizning hayotimiz bilan chambarchas bog'liq. MOSFETlarning afzalliklari quyidagilardan iborat: qo'zg'alish sxemasi nisbatan sodda.MOSFETlar BJTlarga qaraganda ancha kam haydovchi oqimini talab qiladi va odatda CMOS yoki ochiq kollektor tomonidan boshqarilishi mumkin. TTL haydovchi sxemalari. Ikkinchidan, MOSFETlar tezroq o'zgaradi va yuqori tezlikda ishlashi mumkin, chunki zaryadni saqlash effekti yo'q. Bundan tashqari, MOSFET-larda ikkilamchi buzilish mexanizmi yo'q. Harorat qanchalik yuqori bo'lsa, ko'pincha chidamlilik shunchalik kuchli bo'lsa, termal buzilish ehtimoli shunchalik past bo'ladi, lekin ayni paytda yaxshi ishlashni ta'minlash uchun kengroq harorat oralig'ida.MOSFETlar ko'p sonli ilovalarda, maishiy elektronika, sanoat mahsulotlari, elektromexanikada qo'llanilgan. uskunalar, smartfonlar va boshqa portativ raqamli elektron mahsulotlarni hamma joyda topish mumkin.

MOSFET dastur holatlarini tahlil qilish

1, quvvat manbai ilovalarini almashtirish

Ta'rifga ko'ra, ushbu dastur MOSFET-larning vaqti-vaqti bilan ishlashini va o'chirilishini talab qiladi. Shu bilan birga, elektr ta'minotini almashtirish uchun o'nlab topologiyalardan foydalanish mumkin, masalan, asosiy konvertorda keng tarqalgan bo'lib foydalaniladigan DC-DC quvvat manbai kommutatsiya funktsiyasini bajarish uchun ikkita MOSFETga tayanadi, bu kalitlarni saqlash uchun induktorda navbat bilan. energiya, so'ngra energiyani yukga oching. Hozirgi vaqtda dizaynerlar ko'pincha yuzlab kHz va hatto 1 MGts dan yuqori chastotalarni tanlaydilar, chunki chastota qanchalik baland bo'lsa, magnit komponentlar kichikroq va engilroq bo'ladi. Quvvat manbalarini almashtirishda ikkinchi muhim MOSFET parametrlariga chiqish sig'imi, chegara kuchlanishi, eshik empedansi va ko'chki energiyasi kiradi.

2, motorni boshqarish ilovalari

Dvigatelni boshqarish ilovalari quvvat uchun yana bir dastur sohasidirMOSFETlar. Odatda yarim ko'prikli boshqaruv sxemalarida ikkita MOSFET ishlatiladi (to'liq ko'prik to'rttadan foydalanadi), lekin ikkita MOSFETning o'chirish vaqti (o'lik vaqt) tengdir. Ushbu dastur uchun teskari tiklanish vaqti (trr) juda muhimdir. Induktiv yukni (masalan, vosita o'rashini) boshqarishda boshqaruv sxemasi ko'prik pallasida MOSFETni o'chirilgan holatga o'tkazadi, bu vaqtda ko'prik pallasida boshqa kalit MOSFETdagi korpus diodi orqali oqimni vaqtincha o'zgartiradi. Shunday qilib, oqim yana aylanadi va motorni quvvatlantirishda davom etadi. Birinchi MOSFET qayta ishlaganda, boshqa MOSFET diyotida saqlangan zaryad birinchi MOSFET orqali olib tashlanishi va zaryadsizlanishi kerak. Bu energiya yo'qolishi, shuning uchun trr qanchalik qisqa bo'lsa, yo'qotish shunchalik kichik bo'ladi.

3, avtomobil ilovalari

So'nggi 20 yil ichida avtomobil ilovalarida quvvatli MOSFETlardan foydalanish tez sur'atlar bilan o'sdi. QuvvatMOSFETtanlangan, chunki u umumiy avtomobil elektron tizimlaridan kelib chiqadigan vaqtinchalik yuqori voltli hodisalarga bardosh bera oladi, masalan, yuk tushishi va tizim energiyasining keskin o'zgarishi va uning to'plami oddiy, asosan TO220 va TO247 paketlaridan foydalanadi. Shu bilan birga, elektr oynalari, yonilg'i quyish, intervalgacha o'chirgichlar va kruiz nazorati kabi ilovalar asta-sekin ko'pchilik avtomobillarda standart bo'lib bormoqda va dizaynda shunga o'xshash quvvat qurilmalari talab qilinadi. Ushbu davrda avtomobil quvvati MOSFETlari motorlar, solenoidlar va yonilg'i injektorlari ko'proq mashhur bo'lganligi sababli rivojlandi.

Avtomobil qurilmalarida qo'llaniladigan MOSFETlar kuchlanish, oqim va qarshilikning keng doirasini qamrab oladi. Dvigatelni boshqarish moslamalari ko'prik konfiguratsiyasi 30V va 40V buzilish kuchlanish modellari yordamida, 60V qurilmalar to'satdan yuk tushirish va kuchlanishni boshlash shartlari nazorat qilinishi kerak bo'lgan yuklarni haydash uchun ishlatiladi va sanoat standarti 42V batareya tizimlariga o'tkazilganda 75V texnologiyasi talab qilinadi. Yuqori yordamchi kuchlanishli qurilmalar 100V dan 150V gacha bo'lgan modellardan foydalanishni talab qiladi va 400V dan yuqori MOSFET qurilmalari dvigatel haydovchi bloklarida va yuqori zichlikdagi deşarj (HID) faralar uchun boshqaruv davrlarida qo'llaniladi.

Avtomobil MOSFET qo'zg'aysan oqimlari 2A dan 100A gacha, qarshilik esa 2mŌ dan 100mŌ gacha. MOSFET yuklariga motorlar, klapanlar, lampalar, isitish komponentlari, sig'imli piezoelektrik agregatlar va DC/DC quvvat manbalari kiradi. Kommutatsiya chastotalari odatda 10kHz dan 100kHz gacha o'zgarib turadi, bunda vosita boshqaruvi 20kHz dan yuqori chastotalarni almashtirish uchun mos emasligi haqida ogohlantirish. Boshqa asosiy talablar - UIS ishlashi, ulanish harorati chegarasida ish sharoitlari (-40 darajadan 175 darajagacha, ba'zan 200 darajagacha) va avtomobilning ishlash muddatidan tashqari yuqori ishonchlilik.

4, LED lampalar va chiroqlar drayveri

LED lampalar va chiroqlarni loyihalashda ko'pincha MOSFET-dan foydalaning, LED doimiy oqim drayveri uchun odatda NMOS-dan foydalaning. quvvat MOSFET va bipolyar tranzistor odatda farq qiladi. Uning darvoza sig'imi nisbatan katta. O'tkazishdan oldin kondansatör zaryadlanishi kerak. Kondensator kuchlanishi chegara kuchlanishidan oshib ketganda, MOSFET o'tkaza boshlaydi. Shu sababli, loyihalashda shuni ta'kidlash kerakki, eshik haydovchisining yuk hajmi tizim tomonidan talab qilinadigan vaqt ichida ekvivalent eshik sig'imini (CEI) zaryadlash tugallanishini ta'minlash uchun etarlicha katta bo'lishi kerak.

MOSFET ning kommutatsiya tezligi kirish sig'imining zaryadlanishi va zaryadsizlanishiga juda bog'liq. Foydalanuvchi Cin qiymatini kamaytira olmasa-da, lekin eshik qo'zg'aysan tsikli signal manbai ichki qarshilik Rs qiymatini kamaytirishi mumkin bo'lsa-da, shuning uchun eshik pastadirini zaryadlash va tushirish vaqti sobitlarini kamaytirish, almashtirish tezligini tezlashtirish, umumiy IC haydovchi qobiliyati. ning tanlashi, asosan, bu yerda aks etadiMOSFETtashqi MOSFET drayveri doimiy oqim IClariga ishora qiladi. o'rnatilgan MOSFET IClarini hisobga olish kerak emas. Umuman olganda, tashqi MOSFET 1A dan ortiq oqimlar uchun ko'rib chiqiladi. Kattaroq va moslashuvchan LED quvvat qobiliyatini olish uchun tashqi MOSFET ICni tanlashning yagona yo'li bo'lib, tegishli qobiliyat bilan boshqarilishi kerak va MOSFET kirish sig'imi asosiy parametrdir.