Зур пакет MOSFET йөртүче схемасы

Беренчедән, MOSFET төре һәм структурасы,MOSFETбу FET (икенчесе - JFET), көчәйтелгән яки тузган төрдә, P-каналда яки N-каналда барлыгы дүрт төрдә җитештерелергә мөмкин, ләкин көчәйтелгән N-канал MOSFET һәм көчәйтелгән P-канал MOSFETларны куллану, шулай итеп гадәттә NMOS яки PMOS дип аталган бу ике төргә карый. Бу ике төр көчәйтелгән MOSFET өчен NMOS еш кулланыла, сәбәбе - каршылык кечкенә, һәм җитештерү җиңел. Шуңа күрә, NMOS, гадәттә, электр белән тәэмин итүне һәм мотор йөртүче кушымталарын күчерүдә кулланыла.

Киләсе кереш сүздә күпчелек очракларда NMOS өстенлек итә. паразитик сыйдырышлык MOSFETның өч кадак арасында бар, бу үзенчәлек кирәк түгел, ләкин җитештерү процессы чикләүләре аркасында барлыкка килә. Паразитик сыйдырышлыкның булуы шофер схемасын проектлау яки сайлау бераз кыенлаштыра. Дренаж белән чыганак арасында паразитик диод бар. Бу тән диоды дип атала һәм моторлар кебек индуктив йөкләрне йөртүдә мөһим. Әйткәндәй, тән диоды аерым MOSFETларда гына була һәм гадәттә IC чип эчендә юк.

MOSFETторба югалту, NMOS яки PMOS булсын, каршылык үткәргәннән соң, ток бу каршылыкта энергия кулланыр өчен, кулланылган энергиянең бу өлеше үткәрү югалту дип атала. Түбән каршылыклы MOSFETларны сайлау каршылык югалтуын киметәчәк. Бүгенге көндә, аз көчле MOSFETларның каршылыгы, гадәттә, дистәләгән миллиохм тирәсендә, һәм берничә миллиохм да бар. MOSFETлар кабызылганда һәм сүнгән вакытта бер мизгелдә тәмамланырга тиеш түгел. MOSFETның ике очын, һәм аның аша агымны арттыру процессы бар. Бу вакыт эчендә MOSFETларның югалуы көчәнеш продукты һәм ток, ул күчү югалту дип атала. Гадәттә, күчү югалту үткәрү югалтуыннан күпкә зуррак, һәм күчү ешлыгы тизрәк, югалту зуррак. Conductткәрү мизгелендә көчәнеш һәм ток продукты бик зур, зур югалтуларга китерә. Күчерү вакытын кыскарту һәр үткәрүдә югалтуны киметә; күчү ешлыгын киметү берәмлек вакытына ачкычлар санын киметә. Бу ике ысул да күчү югалтуларын киметә.

Биполяр транзисторлар белән чагыштырганда, гадәттә а ясау өчен бернинди ток кирәк түгел дип саналаMOSFETүткәрү, GS көчәнеше билгеле бер кыйммәттән артканда. Моны эшләү җиңел, ләкин безгә шулай ук ​​тизлек кирәк. MOSFET структурасында күргәнегезчә, GS, GD арасында паразитик сыйдырышлык бар, һәм MOSFET йөртү, асылда, сыйдырышлыкны зарядлау һәм җибәрү. Конденсаторны зарядлау ток таләп итә, чөнки конденсаторны тиз арада зарядлау кыска схема булып күренергә мөмкин, шуңа күрә мизгел токы югарырак булачак. MOSFET драйверын сайлаганда / проектлаганда беренче игътибарга лаек нәрсә - тиз арада кыска схема токының зурлыгы.

Икенче игътибарга лаек нәрсә, гадәттә, югары дәрәҗәдәге NMOS саклагычта кулланыла, вакытында капка көчәнеше чыганак көчәнешеннән зуррак булырга тиеш. Чыганак көчәнешендә һәм дренаж көчәнешендә (VCC) югары очлы MOSFET диск, шул ук вакытта капка көчәнеше VCC 4V яки 10V белән чагыштырганда. шул ук системада, VCC-тан зуррак көчәнеш алу өчен, без көчәйтү схемасында специальләшергә тиеш. Күпчелек двигательләр интеграль корылма насосларына ия, шуны әйтергә кирәк: MOSFET йөртү өчен җитәрлек кыска схема токын алу өчен тиешле тышкы сыйдырышлыкны сайларга кирәк. 4В яки 10В - көчәнештә еш кулланыла торган MOSFET, әлбәттә, дизайны, сезгә билгеле бер маржа булырга тиеш. Вольт никадәр югары булса, дәүләт тизлеге тизрәк һәм дәүләт каршылыгы түбәнрәк. Хәзерге вакытта төрле өлкәләрдә кулланылган кечерәк көчәнеш MOSFETлар да бар, ләкин 12В автомобиль электроника системасында, гадәттә, 4V дәүләттә җитәрлек. MOSFETларның иң күренекле үзенчәлеге - яхшыларның күчү үзенчәлекләре, шуңа күрә ул киң кулланыла Электр белән тәэмин итү һәм мотор йөртүче кебек электрон күчү схемалары, шулай ук ​​яктырту караңгылыгы кирәк. Conductткәрү - коммутаторның ябылуына тиң булган коммутатор булып эшләүне аңлата. NMOS характеристикалары, билгеле бер кыйммәттән зуррак Vgs үткәрәчәк, чыганак җиргә төшкәндә куллану өчен яраклы (аз драйвер), капка кадәр 4V яки 10V.PMOS характеристикасы көчәнеше, билгеле бер кыйммәттән азрак Vgs үткәрәчәк, чыганак VCC (югары диск) белән тоташкан очракта куллану өчен яраклы. Ләкин, PMOS югары драйвер буларак җиңел кулланылса да, NMOS гадәттә югары каршылыклы драйверларда кулланыла, зур каршылык, югары бәя һәм алмаштыру төрләре аз.

Хәзер MOSFET аз вольтлы кушымталар йөртә, 5В электр тәэминаты кулланганда, бу юлы традицион тотем полюс структурасын куллансагыз, транзистор аркасында якынча 0,7В көчәнеш төшүе булырга мөмкин, нәтиҗәдә финал капка капкасына өстәлде. көчәнеш бары тик 4,3 V. Бу вакытта без билгеле куркынычлар булганда MOSFETның 4,5В номиналь капка көчәнешен сайлыйбыз. Шул ук проблема 3В яки башка аз көчәнешле электр белән тәэмин итү очракларында кулланыла. Ике көчәнеш кайбер контроль схемаларда кулланыла, анда логик бүлек гадәти 5В яки 3.3В санлы көчәнеш куллана, электр бүлеге 12В яки хәтта югарырак куллана. Ике көчәнеш уртак җир ярдәмендә тоташтырылган. Бу түбән көчәнеш ягына MOSFETны югары көчәнеш ягында эффектив контрольдә тотарга мөмкинлек бирүче схеманы куллану таләбен куя, шул ук вакытта югары көчәнеш ягында MOSFET 1 һәм 2 дә күрсәтелгән проблемалар белән очрашачак. Өч очракта да тотем баганасы структурасы чыгару таләпләренә җавап бирә алмый, һәм күпчелек MOSFET драйвер IC капка көчәнешен чикләү структурасын кертми кебек. Керү көчәнеше тотрыклы кыйммәт түгел, ул вакыт яки башка факторлар белән үзгәрә. Бу үзгәрү PWM схемасы белән MOSFET белән тәэмин ителгән саклагыч көчәнешенең тотрыксыз булуына китерә. MOSFETны югары капка көчәнешләреннән саклап калу өчен, күп MOSFETлар эчендәге көчәнеш амплитудасын чикләү өчен урнаштырылган көчәнеш көйләүчеләре бар.

Бу очракта, бирелгән саклагыч көчәнеше регулятор көчәнешеннән артканда, ул зур статик энергия куллануга китерәчәк Шул ук вакытта, капка көчәнешен киметү өчен резистор көчәнеш бүлү принцибын куллансагыз, чагыштырмача булыр. югары кертү көчәнеше, MOSFET яхшы эшли, керү көчәнеше капка көчәнеше җитәрлек булмаган тулы үткәрү китереп чыгару өчен кими, шулай итеп энергия куллануны арттыра.

Монда чагыштырмача киң таралган NMOS драйвер схемасы өчен гади анализ ясау өчен: Vl һәм Vh - түбән һәм югары дәрәҗәдәге электр тәэминаты, ике көчәнеш бер үк булырга мөмкин, ләкин Vl Vh-тан артмаска тиеш. Q1 һәм Q2 инверсия тотем полюсын формалаштыралар, изоляциягә ирешү өчен кулланыла, һәм шул ук вакытта Q3 һәм Q4 ике йөртүче трубалары берьюлы эшләмәсен өчен. R2 һәм R3 PWM көчәнеш белешмәсе белән тәэмин итәләр, һәм бу сылтаманы үзгәртеп, сез схеманы яхшы эшли аласыз, һәм капка көчәнеше җентекләп үткәрү өчен җитәрлек түгел, шулай итеп энергия куллануны арттыра. R2 һәм R3 PWM көчәнеш белешмәсе белән тәэмин итәләр, бу сылтаманы үзгәртеп, сез PWM сигнал дулкын формасында схеманы эшләргә рөхсәт итә аласыз, чагыштырмача тик һәм туры. Q3 һәм Q4 саклагыч токын тәэмин итү өчен кулланыла, вакытында, Q3 һәм Q4 Vh һәм GND белән чагыштырганда Vce көчәнешнең минимумы гына, бу көчәнеш төшүе гадәттә 0,3В яки аннан да түбәнрәк, күпкә түбән 0.7V Vce R5 һәм R6 капка көчәнешен сайлау өчен кире резисторлар, көчәнешне алганнан соң, капка көчәнеше капка көчәнешенә кире резистор буларак кулланыла, һәм үрнәк көчәнеше капка көчәнешенә кулланыла. R5 һәм R6 - капка көчәнешен үрнәк алу өчен кулланыла торган кире резисторлар, аннары Q5 аша Q1 һәм Q2 нигезләренә көчле тискәре җавап тудыру өчен узалар, шулай итеп капка көчәнешен чикләнгән кыйммәткә чиклиләр. Бу кыйммәт R5 һәм R6 белән көйләнергә мөмкин. Ниһаять, R1 төп токның Q3 һәм Q4 белән чикләнүен тәэмин итә, һәм R4 капка токының MOSFETларга чикләнүен тәэмин итә, бу Q3Q4 Бозының чикләнеше. Кирәк булса, тизләнеш конденсаторы R4 өстендә параллель рәвештә тоташырга мөмкин.                                         

Көчле җайланмалар һәм чыбыксыз продуктлар проектлаганда, продукт җитештерүчәнлеген яхшырту һәм батарейканың эш вакытын озайту - дизайнерлар алдында торган ике проблема. DC-DC конвертерлары югары эффективлык, югары ток һәм түбән тыныч ток өстенлекләренә ия, алар көчле күчерү өчен бик яраклы. җайланмалар.

DC-DC конвертерлары югары эффективлык, югары чыгару токы һәм түбән тыныч ток өстенлекләренә ия, алар көчле җайланмалар белән эш итү өчен бик яраклы. Хәзерге вакытта DC-DC конвертер дизайн технологиясен үстерүдә төп тенденцияләр: югары ешлыклы технология: күчү ешлыгы арту белән, күчү конвертерының күләме дә кими, көч тыгызлыгы сизелерлек артты, динамик җавап яхшыртылды. Кечкенә

Күч DC-DC конвертер күчү ешлыгы мегагерц дәрәҗәсенә күтәреләчәк. Түбән чыганак көчәнеш технологиясе: Ярымүткәргеч җитештерү технологиясенең өзлексез үсеше белән, микропроцессорлар һәм көчле электрон җиһазларның эш көчәнеше түбәнәя бара, бу киләчәк DC-DC конвертеры микропроцессорга һәм күчерелмә электрон җиһазга яраклашу өчен аз көчәнеш тәэмин итә ала. киләчәк DC-DC конвертеры микропроцессорга яраклашу өчен аз көчәнеш тәэмин итә ала.

Микропроцессорларга һәм портатив электрон җиһазларга яраклашу өчен аз чыгу көчәнешен тәэмин итү җитә. Бу технологик эшләнмәләр электр белән тәэмин итү чип схемаларын проектлау өчен югары таләпләр куя. Беренчедән, күчү ешлыгы арту белән, күчү компонентларының эше алга куела

Күчергеч элементының эшләве өчен югары таләпләр, һәм күчү ешлыгындагы күчү элементының мегагерц нормаль эш дәрәҗәсенә кадәр булуын тәэмин итү өчен, тиешле күчергеч элемент саклагыч булырга тиеш. Икенчедән, батарея белән эшләнгән көчле электрон җайланмалар өчен, схеманың эш көчәнеше түбән (мәсәлән, литий батареялары).

Литий батарейкалары, мәсәлән, эш көчәнеше 2,5 ~ 3,6В), шуңа күрә түбән көчәнеш өчен электр тәэминаты чипсы.

MOSFET бик түбән каршылыкка, аз энергия куллануга ия, хәзерге популяр югары эффектив DC-DC чипында күбрәк MOSFET электр күчергеч буларак. Ләкин, MOSFETларның зур паразитик сыйдырышлыгы аркасында. Бу DC-DC конвертерларының югары эшлекле ешлыгын проектлау өчен труба йөртүче схемаларын күчерү дизайнына югары таләпләр куя. Төрле CMOS, BiCMOS логик схемалары бар, ботстрапны арттыру структурасын һәм драйвер схемаларын аз көчәнешле ULSI дизайнында зур сыйдырышлык йөкләре итеп. Бу схемалар 1В көчәнештән аз булган шартларда дөрес эшли ала, һәм йөк сыйдырышлыгы шартларында эшли ала 1 ~ 2pF ешлыгы дистәләрчә мегабитка яки хәтта йөзләгән мегагертка җитә ала. Бу кәгазьдә, bootstrap көчәйтү схемасы зур көчәнешле сыйдырышлык йөртү сәләтен проектлау өчен кулланыла, аз көчәнешле, югары күчү ешлыгы DC-DC конвертер саклагыч схемасы өчен яраклы. Endгары очлы MOSFETларны йөртү өчен түбән очлы көчәнеш һәм PWM. MOSFETларның югары капка көчәнеш таләпләрен йөртү өчен кечкенә амплитуда PWM сигналы.