Paano Gumagana ang Mga Pinahusay na Package MOSFET

Kapag nagdidisenyo ng switching power supply o motor drive circuit gamit ang mga naka-encapsulated na MOSFET, karamihan sa mga tao ay isinasaalang-alang ang on-resistance ng MOS, ang maximum na boltahe, atbp., ang maximum na kasalukuyang, atbp., at marami ang isinasaalang-alang lamang ang mga salik na ito. Maaaring gumana ang mga naturang circuit, ngunit hindi ito mahusay at hindi pinapayagan bilang mga pormal na disenyo ng produkto.

Ang sumusunod ay isang maliit na buod ng mga pangunahing kaalaman ng MOSFET atMOSFETmga circuit ng driver, na tinutukoy ko sa isang bilang ng mga mapagkukunan, hindi lahat ng orihinal. Kabilang ang pagpapakilala ng mga MOSFET, katangian, drive at application circuit. Ang mga uri ng packaging ng MOSFET at junction na MOSFET ay isang FET (isa pang JFET), maaaring gawin sa pinahusay o uri ng pagkaubos, P-channel o N-channel na may kabuuang apat na uri, ngunit ang aktwal na aplikasyon ng pinahusay na N-channel MOSFET at pinahusay na P. -channel MOSFET, kaya karaniwang tinutukoy bilang NMOS, o PMOS ay tumutukoy sa dalawang uri na ito.

Kung bakit hindi gumamit ng mga depletion type na MOSFET, hindi inirerekomenda na makarating sa ilalim nito. Para sa dalawang uri ng pagpapahusay na MOSFET na ito, mas karaniwang ginagamit ang NMOS dahil sa mababang resistensya nito at kadalian ng paggawa. Kaya ang paglipat ng power supply at mga application ng motor drive, sa pangkalahatan ay gumagamit ng NMOS. ang sumusunod na pagpapakilala, ngunit higit paNMOS-batay.

Ang mga MOSFET ay mayroong parasitic capacitance sa pagitan ng tatlong pin, na hindi kinakailangan, ngunit dahil sa mga limitasyon sa proseso ng pagmamanupaktura. Ang pagkakaroon ng mga parasitiko kapasidad sa disenyo o pagpili ng drive circuit upang maging ilang mga problema, ngunit walang paraan upang maiwasan, at pagkatapos ay inilarawan sa detalye. Tulad ng makikita mo sa eskematiko ng MOSFET, mayroong isang parasitic diode sa pagitan ng alisan ng tubig at ang pinagmulan.

Ito ay tinatawag na body diode at mahalaga sa pagmamaneho ng mga inductive load tulad ng mga motor. Sa pamamagitan ng paraan, ang body diode ay naroroon lamang sa indibidwalMga MOSFETat kadalasang wala sa loob ng integrated circuit chip.MOSFET ON CharacteristicsOn ay nangangahulugan ng pagkilos bilang switch, na katumbas ng switch closure.

NMOS katangian, Vgs mas malaki kaysa sa isang tiyak na halaga ay magsasagawa, na angkop para sa paggamit sa kaso kapag ang pinagmulan ay grawnded (low-end drive), hangga't ang gate boltahe ng 4V o 10V. Ang mga katangian ng PMOS, ang Vgs na mas mababa sa isang tiyak na halaga ay magsasagawa, na angkop para sa paggamit sa kaso kapag ang pinagmulan ay konektado sa VCC (high-end drive). Gayunpaman, bagama't madaling magamit ang PMOS bilang high end driver, kadalasang ginagamit ang NMOS sa mga high end na driver dahil sa malaking on-resistance, mataas na presyo, at kakaunting uri ng kapalit.

Packaging MOSFET switching tube pagkawala, kung ito ay NMOS o PMOS, pagkatapos ng pagpapadaloy ay mayroong on-resistance, upang ang kasalukuyang ay kumonsumo ng enerhiya sa paglaban na ito, ang bahaging ito ng enerhiya na natupok ay tinatawag na pagkawala ng pagpapadaloy. Ang pagpili ng MOSFET na may maliit na on-resistance ay magbabawas sa pagkawala ng pagpapadaloy. Sa ngayon, ang on-resistance ng maliit na power MOSFET ay karaniwang nasa sampu-sampung milliohms, at ilang milliohms din ang available. Ang MOS ay hindi dapat makumpleto sa isang iglap kapag ito ay nagsasagawa at naputol. Ang boltahe sa magkabilang panig ng MOS ay may proseso ng pagbaba, at ang kasalukuyang dumadaloy dito ay may proseso ng pagtaas. Sa panahong ito, ang pagkawala ng MOSFET ay ang produkto ng boltahe at ng kasalukuyang, na tinatawag na pagkawala ng paglipat. Karaniwan ang pagkawala ng paglipat ay mas malaki kaysa sa pagkawala ng pagpapadaloy, at mas mabilis ang dalas ng paglipat, mas malaki ang pagkawala. Ang produkto ng boltahe at kasalukuyang sa instant ng pagpapadaloy ay napakalaki, na nagreresulta sa malalaking pagkalugi.

Ang pagpapaikli sa oras ng paglipat ay binabawasan ang pagkawala sa bawat pagpapadaloy; ang pagbabawas ng dalas ng paglipat ay binabawasan ang bilang ng mga switch sa bawat yunit ng oras. Ang parehong mga pamamaraang ito ay maaaring mabawasan ang mga pagkalugi sa paglipat. Ang produkto ng boltahe at kasalukuyang sa instant ng pagpapadaloy ay malaki, at ang resultang pagkawala ay malaki din. Ang pagpapaikli sa oras ng paglipat ay maaaring mabawasan ang pagkawala sa bawat pagpapadaloy; ang pagbabawas ng dalas ng paglipat ay maaaring mabawasan ang bilang ng mga switch sa bawat yunit ng oras. Ang parehong mga pamamaraang ito ay maaaring mabawasan ang mga pagkalugi sa paglipat. Pagmamaneho Kung ikukumpara sa mga bipolar transistor, karaniwang pinaniniwalaan na walang kasalukuyang kinakailangan upang i-on ang isang nakabalot na MOSFET, hangga't ang boltahe ng GS ay higit sa isang tiyak na halaga. Madali itong gawin, gayunpaman, kailangan din natin ng bilis. Ang istraktura ng encapsulated MOSFET ay makikita sa pagkakaroon ng parasitic capacitance sa pagitan ng GS, GD, at ang pagmamaneho ng MOSFET ay, sa katunayan, ang pagsingil at paglabas ng kapasidad. Ang pag-charge sa kapasitor ay nangangailangan ng isang kasalukuyang, dahil ang pag-charge sa kapasitor kaagad ay makikita bilang isang maikling circuit, kaya ang madalian na kasalukuyang ay magiging mas malaki. Ang unang bagay na dapat tandaan kapag pumipili/nagdidisenyo ng isang MOSFET driver ay ang laki ng madaliang short-circuit current na maaaring ibigay.

Ang pangalawang bagay na dapat tandaan ay, na karaniwang ginagamit sa high-end na drive NMOS, ang on-time na boltahe ng gate ay kailangang mas malaki kaysa sa source boltahe. High-end drive MOSFET pagpapadaloy source boltahe at alisan ng tubig boltahe (VCC) ang parehong, kaya ang gate boltahe kaysa sa VCC 4 V o 10 V. Kung sa parehong sistema, upang makakuha ng isang mas malaking boltahe kaysa sa VCC, kailangan naming magpakadalubhasa sa pagpapalakas ng mga circuit. Maraming mga driver ng motor ang may pinagsamang charge pump, mahalagang tandaan na dapat mong piliin ang naaangkop na external capacitance, upang makakuha ng sapat na short-circuit current upang himukin ang MOSFET. Ang 4V o 10V ay karaniwang ginagamit sa on-state na boltahe ng MOSFET, siyempre, ang disenyo ay kailangang magkaroon ng isang tiyak na margin. Ang mas mataas na boltahe, mas mabilis ang on-state na bilis at mas mababa ang on-state resistance. Sa ngayon, may mga MOSFET na may mas maliit na on-state na boltahe na ginagamit sa iba't ibang larangan, ngunit sa 12V automotive electronic system, sa pangkalahatan ay sapat na ang 4V on-state.MOSFET drive circuit at ang pagkawala nito.