Kichik kuchlanishli MOSFETlarning roli qanday?

ning ko'p navlari borMOSFETlar, asosan birlashma MOSFETs va izolyatsiyalangan eshik MOSFETs ikki toifaga bo'lingan va ularning barchasi N-kanal va P-kanal nuqtalariga ega.

MOSFET deb ataladigan metall-oksid-yarim o'tkazgichli maydon effektli tranzistorlar MOSFET-ning tükenme turiga va MOSFET-ning kuchaytiruvchi turiga bo'linadi.

MOSFETlar ham bitta eshikli va ikki eshikli quvurlarga bo'linadi. Ikki eshikli MOSFET ikkita mustaqil G1 va G2 eshiklariga ega, ular ketma-ket ulangan ikkita bitta eshikli MOSFET ekvivalentini qurishdan kelib chiqadi va uning chiqish oqimi ikkita eshik kuchlanish nazorati bilan o'zgaradi. Ikki eshikli MOSFETlarning bu xususiyati yuqori chastotali kuchaytirgichlar, kuchaytirgichlarni boshqarish kuchaytirgichlari, mikserlar va demodulyatorlar sifatida foydalanilganda katta qulaylik keltiradi.

1, MOSFETturi va tuzilishi

MOSFET - bu FETning bir turi (boshqa turi - JFET), kengaytirilgan yoki kamaytiruvchi turdagi, P-kanal yoki N-kanalda jami to'rtta turdagi ishlab chiqarilishi mumkin, ammo faqat takomillashtirilgan N-kanalli MOSFET va kengaytirilgan P-ning nazariy qo'llanilishi. Odatda NMOS deb ataladigan MOSFET kanali yoki PMOS bu ikki turga ishora qiladi. Nima uchun tükenme tipidagi MOSFET-lardan foydalanmaslikka kelsak, asosiy sababni qidirishni tavsiya qilmang. Ikkita takomillashtirilgan MOSFETga kelsak, NMOS ko'proq qo'llaniladi, buning sababi shundaki, qarshilik kichik va ishlab chiqarish oson. Shunday qilib, quvvat manbai va vosita haydovchi ilovalarini almashtirish, odatda NMOS-dan foydalaning. quyidagi iqtibos, balki ko'proq NMOS asoslangan. MOSFET parazit sig'imining uchta pinlari uchta pin o'rtasida mavjud, bu bizning ehtiyojlarimiz emas, balki ishlab chiqarish jarayonidagi cheklovlar tufayli. Bir oz vaqtni tejash uchun qo'zg'alish pallasini loyihalash yoki tanlashda parazit sig'imning mavjudligi, ammo undan qochishning hech qanday usuli yo'q, keyin esa batafsil kirish. MOSFET sxematik diagrammasida parazit diyot orasidagi drenaj va manbani ko'rish mumkin. Bu tana diyoti deb ataladi, ratsional yuklarni haydashda bu diod juda muhimdir. Aytgancha, korpus diodi faqat bitta MOSFETda mavjud, odatda integral mikrosxema ichida emas.

2, MOSFET o'tkazuvchanlik xususiyatlari

O'tkazuvchanlikning ahamiyati kalitni yopishga teng bo'lgan kalit sifatida. NMOS xarakteristikalari, ma'lum bir qiymatdan kattaroq Vgs o'tkazadi, manba erga ulangan (past-end haydovchi), faqat eshik kuchlanishi kelganda foydalanish uchun mos keladi. 4V yoki 10V.PMOS xarakteristikasida Vgs ma'lum qiymatdan kamroq o'tkazadi, bu manba VCC (yuqori darajali haydovchi) ga ulangan holda foydalanish uchun mos keladi.

Biroq, albatta, PMOS-ni yuqori darajadagi haydovchi sifatida ishlatish juda oson bo'lishi mumkin, ammo qarshilik, qimmat, kamroq turdagi almashinuvlar va boshqa sabablarga ko'ra, yuqori darajadagi drayverda odatda hali ham NMOS-dan foydalanadi.

3, MOSFETkommutatsiya yo'qolishi

NMOS yoki PMOS bo'ladimi, qarshilik mavjud bo'lgandan so'ng, oqim ushbu qarshilikda energiyani iste'mol qiladi, iste'mol qilinadigan energiyaning bu qismi qarshilik yo'qolishi deb ataladi. Kichkina qarshilikka ega MOSFETni tanlash qarshilikdagi yo'qotishlarni kamaytiradi. Odatdagidek kam quvvatli MOSFET qarshiligi odatda o'nlab milliohmlarda bo'ladi, u erda bir necha milliohm. MOS o'z vaqtida va uzilishda, MOS bo'ylab kuchlanishning bir zumda tugashi bo'lmasligi kerak, pasayish jarayoni mavjud, oqim ko'tarilish jarayoni orqali o'tadi, bu vaqt ichida MOSFET yo'qoladi. kuchlanish va oqimning mahsuloti kommutatsiya yo'qolishi deb ataladi. Odatda kommutatsiya yo'qotilishi o'tkazuvchanlik yo'qotilishidan ancha katta bo'ladi va kommutatsiya chastotasi qanchalik tez bo'lsa, yo'qotish shunchalik katta bo'ladi. O'tkazuvchanlik lahzasida kuchlanish va oqimning katta mahsuloti katta yo'qotishni tashkil qiladi. Kommutatsiya vaqtini qisqartirish har bir o'tkazuvchanlikdagi yo'qotishlarni kamaytiradi; kommutatsiya chastotasini kamaytirish vaqt birligidagi kalitlar sonini kamaytiradi. Ikkala yondashuv ham kommutatsiya yo'qotilishini kamaytirishi mumkin.

 
4, MOSFET drayveri

Bipolyar tranzistorlar bilan solishtirganda, odatda MOSFETni o'tkazish uchun hech qanday oqim talab qilinmaydi, faqat GS kuchlanishi ma'lum bir qiymatdan yuqori bo'ladi deb taxmin qilinadi. Buni qilish oson, ammo bizga tezlik ham kerak. MOSFET strukturasida siz GS, GD o'rtasida parazit sig'im mavjudligini ko'rishingiz mumkin va MOSFETning harakatlanishi, nazariy jihatdan, sig'imning zaryadlanishi va zaryadsizlanishi. Kondensatorni zaryad qilish oqimni talab qiladi va kondansatkichni bir zumda zaryad qilish qisqa tutashuv sifatida ko'rib chiqilishi mumkinligi sababli, oniy oqim yuqori bo'ladi. MOSFET drayverini tanlash / loyihalashda e'tibor berish kerak bo'lgan birinchi narsa - lahzali qisqa tutashuv oqimining o'lchamini ta'minlash mumkin. E'tibor berish kerak bo'lgan ikkinchi narsa shundaki, odatda yuqori darajadagi NMOS haydovchisida qo'llaniladi, talab bo'yicha eshik kuchlanishi manba kuchlanishidan kattaroqdir. Yuqori darajali haydovchi MOS trubkasi o'tkazuvchanligi manbai kuchlanishi va drenaj kuchlanishi (VCC) bir xil, shuning uchun VCC 4V yoki 10V ga qaraganda eshik kuchlanishi. Xuddi shu tizimda VCC dan kattaroq kuchlanishni olish uchun bizga maxsus kuchaytiruvchi sxema kerak. Ko'pgina dvigatel drayverlari o'rnatilgan zaryad pompasi bo'lib, MOSFETni boshqarish uchun etarli qisqa tutashuv oqimini olish uchun tegishli tashqi kondansatkichni tanlash kerak. Yuqorida aytilgan 4V yoki 10V odatda kuchlanishda MOSFET ishlatiladi, dizayn, albatta, ma'lum bir chegaraga ega bo'lish zarurati. Voltaj qanchalik baland bo'lsa, holatdagi tezlik shunchalik tez bo'ladi va holatdagi qarshilik shunchalik past bo'ladi. Odatda, turli toifalarda ishlatiladigan kichikroq shtatdagi kuchlanishli MOSFETlar ham mavjud, ammo 12V avtomobil elektronikasi tizimlarida oddiy 4V kuchlanish etarli.

MOSFET ning asosiy parametrlari quyidagilardan iborat:

1. darvoza manbai buzilishi kuchlanish BVGS - darvoza manbai kuchlanish BVGS sifatida tanilgan VGS keskin o'sishini boshlash uchun noldan darvoza joriy IG, shunday qilib, darvoza manba kuchlanish oshirish jarayonida.

2. kuchlanish VT - ochish kuchlanish (shuningdek, pol kuchlanish sifatida tanilgan): manba S qilish va o'tkazuvchanlik kanal boshlanishi o'rtasida drenaj D zarur darvoza kuchlanish tashkil etadi; - standartlashtirilgan N-kanal MOSFET, VT taxminan 3 ~ 6V; - takomillashtirish jarayonidan so'ng MOSFET VT qiymatini 2 ~ 3V ga tushirishi mumkin.

3. Drenajning buzilishi kuchlanishi BVDS - VGS = 0 (mustahkamlangan) sharti ostida , Drenaj kuchlanishini oshirish jarayonida, VDS deb ataladigan bo'lsa, ID keskin o'sa boshlaydi drenaj buzilish kuchlanishi BVDS - ID tufayli keskin oshdi. quyidagi ikki jihat:

(1) drenaj elektrodi yaqinidagi kamayish qatlamining ko'chki buzilishi

(2) drenaj manbasining qutblararo penetratsiyasi buzilishi - ba'zi bir kichik kuchlanishli MOSFET, uning kanal uzunligi qisqa, vaqti-vaqti bilan VDS ni oshirish vaqti-vaqti bilan tükenme qatlamining drenaj mintaqasini manba mintaqasiga kengaytiradi. , Shunday qilib, kanal uzunligi nolga teng, ya'ni drenaj manbasining kirishi, penetratsiyasi, ko'pchilik tashuvchilarning manba mintaqasi, manba mintaqasi o'rtasida to'g'ri bo'ladi. elektr maydonining yutilish qatlamining kamayishi, oqish hududiga etib borishi, natijada katta ID.

4. DC kirish qarshiligi RGS-ya'ni, eshik manbai va eshik oqimi o'rtasida qo'shilgan kuchlanish nisbati, bu xarakteristikasi ba'zan eshik MOSFET ning RGS osonlik 1010Ō oshib mumkin eshik oqimi orqali oqadi nuqtai nazaridan ifodalanadi. 5.

5. VDSdagi past chastotali o'tkazuvchanlik gm, shartlarning belgilangan qiymati uchun, drenaj oqimining mikrovariatsiyasi va bu o'zgarish natijasida yuzaga kelgan eshik manbai kuchlanish mikrovariatsiyasi, eshik manbasi kuchlanishining nazoratini aks ettiruvchi o'tkazuvchanlik gm deb ataladi. Drenaj oqimi muhim parametrning MOSFET kuchaytirilishini ko'rsatishdir, odatda bir necha mA / V oralig'ida. MOSFET osongina 1010Ō dan oshib ketishi mumkin.