MOSFET फ़ील्ड इफ़ेक्ट ट्यूब का सही चयन कैसे करें

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2022-03-17 287

मॉसफ़ेट फ़ील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर का सही चयन कैसे करें

फ़ील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर का व्यापक रूप से एनालॉग सर्किट और डिजिटल सर्किट में उपयोग किया जाता है, जो हमारे जीवन से निकटता से संबंधित हैं। एफईटी के फायदे हैं: सबसे पहले, ड्राइविंग सर्किट अपेक्षाकृत सरल है। FET के लिए आवश्यक ड्राइविंग करंट BJT की तुलना में बहुत छोटा है, और इसे आमतौर पर सीधे CMOS या ओपन कलेक्टर TTL सर्किट द्वारा संचालित किया जा सकता है। फ़ील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर की स्विचिंग गति अपेक्षाकृत तेज़ है, और यह अधिक गति से काम कर सकता है क्योंकि इसमें कोई चार्ज स्टोरेज प्रभाव नहीं है। इसके अलावा, एफईटी में कोई द्वितीयक ब्रेकडाउन विफलता तंत्र नहीं है, इसलिए इसमें उच्च तापमान पर मजबूत स्थायित्व, थर्मल ब्रेकडाउन की कम संभावना और व्यापक तापमान रेंज में बेहतर प्रदर्शन होता है। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक उत्पाद, इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरण, स्मार्ट फोन आदि जैसे पोर्टेबल डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में फ़ील्ड प्रभाव का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

??हाल के वर्षों में ऑटोमोबाइल, संचार, ऊर्जा, उपभोग, हरित उद्योग और अन्य उद्योगों में एफईटी उत्पादों के व्यापक उपयोग के साथ, यह हाल के वर्षों में तेजी से विकसित हुआ है। पावर एफईटी ने बहुत अधिक ध्यान आकर्षित किया है। भविष्य में, FET अभी भी प्रमुख स्थान पर रहेगा। फ़ील्ड-इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर अभी भी ऐसे उपकरण होंगे जिनके साथ कई इंजीनियर जिन्होंने अभी-अभी इस क्षेत्र में प्रवेश किया है, संपर्क में आएंगे। इसके बाद, माइक्रो बायसेमीकंडक्टर क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर के कुछ बुनियादी ज्ञान पर चर्चा करेगा, जिसमें प्रमुख स्थिरांक का चयन और परिचय, सिस्टम और गर्मी अपव्यय विचार शामिल हैं।
??सबसे पहले, FET की मूल पसंद

FET दो प्रकार के होते हैं: N-चैनल और P-चैनल। पहला कदम यह तय करना है कि एन-चैनल या पी-चैनल एमओएस ट्रांजिस्टर का उपयोग करना है या नहीं। एक विशिष्ट बिजली आपूर्ति अनुप्रयोग में, जब एमओएस ट्रांजिस्टर को ग्राउंड किया जाता है और लोड बिजली आपूर्ति वोल्टेज से जुड़ा होता है, तो एमओएस ट्रांजिस्टर को कम-वोल्टेज साइड स्विच के रूप में कॉन्फ़िगर किया जाता है। लो-वोल्टेज साइड स्विच में, डिवाइस को बंद करने या चालू करने के लिए आवश्यक वोल्टेज को ध्यान में रखते हुए, एन-चैनल एमओएस ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाना चाहिए। जब मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर ट्रांजिस्टर बस से जुड़ा होता है और लोड ग्राउंडेड होता है, तो इसे हाई वोल्टेज साइड पर चालू और बंद किया जाना चाहिए। यह टोपोलॉजी आमतौर पर पी-चैनल एमओएस ट्रांजिस्टर को अपनाती है, जो वोल्टेज द्वारा भी संचालित होता है।

आवश्यक रेटेड वोल्टेज या अधिकतम वोल्टेज निर्धारित करें जिसे उपकरण झेल सकता है। रेटेड वोल्टेज जितना अधिक होगा, डिवाइस की लागत उतनी ही अधिक होगी। व्यावहारिक अनुभव के अनुसार, रेटेड वोल्टेज बिजली आपूर्ति वोल्टेज या बस वोल्टेज से अधिक होना चाहिए। इस तरह, एमओएस ट्यूब को विफल होने से रोकने के लिए पर्याप्त सुरक्षा प्रदान की जा सकती है। धातु ऑक्साइड अर्धचालक ट्रांजिस्टर के चयन के संदर्भ में, नाली और स्रोत के बीच संभावित अधिकतम वोल्टेज, यानी अधिकतम वीडीएस निर्धारित करना आवश्यक है। यह जानना बहुत महत्वपूर्ण है कि एमओएस ट्यूब जो अधिकतम वोल्टेज झेल सकता है वह तापमान के साथ बदल जाएगा। हमें संपूर्ण ऑपरेटिंग तापमान रेंज पर वोल्टेज रेंज का परीक्षण करना चाहिए। यह सुनिश्चित करने के लिए कि सर्किट विफल नहीं होगा, रेटेड वोल्टेज में इस भिन्नता सीमा को कवर करने के लिए पर्याप्त मार्जिन होना चाहिए। विचार करने योग्य अन्य सुरक्षा कारकों में इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों (जैसे मोटर या ट्रांसफार्मर) को स्विच करने के कारण होने वाले वोल्टेज परिवर्तन शामिल हैं। विभिन्न अनुप्रयोगों का रेटेड वोल्टेज भी भिन्न होता है; आम तौर पर, पोर्टेबल उपकरण 20V है, FPGA बिजली की आपूर्ति 20 ~ 30 V है, और 85 ~ 220 VAC अनुप्रयोग 450 ~ 600 V है। किआ सेमीकंडक्टर द्वारा डिज़ाइन की गई MOS ट्यूब में मजबूत वोल्टेज और विस्तृत अनुप्रयोग क्षेत्र हैं, और इसे पसंद किया जाता है ग्राहकों द्वारा.

2. एमओएस ट्यूब की रेटेड धारा निर्धारित करें

रेटेड करंट वह अधिकतम करंट होना चाहिए जिसे भार किसी भी परिस्थिति में सहन कर सके। वोल्टेज की स्थिति के समान, भले ही सिस्टम पीक करंट उत्पन्न करता हो, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि चयनित एमओएस ट्रांजिस्टर इस रेटेड करंट का सामना कर सके। जिन दो मौजूदा स्थितियों पर विचार किया गया है वे हैं निरंतर मोड और पल्स स्पाइक। निरंतर संचालन मोड में, धातु ऑक्साइड अर्धचालक ट्रांजिस्टर स्थिर स्थिति में होता है, और डिवाइस के माध्यम से करंट लगातार प्रवाहित होता रहता है। पल्स स्पाइक डिवाइस के माध्यम से बहने वाली बड़ी संख्या में उछाल (या स्पाइक्स) को संदर्भित करता है। एक बार जब इन परिस्थितियों में अधिकतम धारा निर्धारित हो जाती है, तो सीधे उस उपकरण का चयन करना आवश्यक होता है जो अधिकतम धारा का सामना कर सके।

रेटेड करंट के चयन के बाद, चालन हानि की भी गणना की जानी चाहिए। दरअसल, मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर ट्रांजिस्टर एक आदर्श उपकरण नहीं है, क्योंकि संचालन प्रक्रिया में बिजली की हानि होगी, जिसे चालन हानि कहा जाता है। एमओएस ट्रांजिस्टर "चालन" में एक परिवर्तनीय अवरोधक की तरह है, जो डिवाइस के आरडीएस (ओएन) द्वारा निर्धारित होता है और तापमान के साथ महत्वपूर्ण रूप से बदलता है। डिवाइस की बिजली खपत को Iload2× द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है आरडीएस(चालू) गणना। जैसे-जैसे तापमान के साथ ऑन-रेज़िस्टेंस बदलता है, बिजली का नुकसान भी आनुपातिक रूप से बदल जाएगा। एमओएस ट्रांजिस्टर पर लागू वोल्टेज वीजीएस जितना अधिक होगा, आरडीएस (ओएन) उतना ही छोटा होगा। अन्यथा, RDS(ON) अधिक होगा। ध्यान दें कि RDS(ON) प्रतिरोध करंट के साथ थोड़ा बढ़ जाएगा। रेडियो डेटा सिस्टम के (चालू) प्रतिरोध के बारे में विभिन्न विद्युत और वायवीय मापदंडों में परिवर्तन निर्माता द्वारा प्रदान की गई तकनीकी डेटा शीट में पाया जा सकता है।

??तीसरा, एमओएस ट्यूबों के चयन में अगला कदम सिस्टम की गर्मी अपव्यय आवश्यकताएं हैं।

दो अलग-अलग स्थितियों पर विचार किया जाना चाहिए, अर्थात् सबसे खराब स्थिति और वास्तविक स्थिति। सबसे खराब स्थिति वाले गणना परिणाम को अपनाने की अनुशंसा की जाती है, क्योंकि यह परिणाम एक बड़ा सुरक्षा मार्जिन प्रदान करता है, जो यह सुनिश्चित कर सकता है कि सिस्टम विफल नहीं होगा। एमओएस डेटा शीट में कुछ माप डेटा हैं जिन पर ध्यान देने की आवश्यकता है; डिवाइस का जंक्शन तापमान अधिकतम परिवेश तापमान और थर्मल प्रतिरोध और बिजली की खपत के उत्पाद के बराबर है (जंक्शन तापमान = अधिकतम परिवेश तापमान + [थर्मल प्रतिरोध × शक्ति का अपव्यय])। इस सूत्र के अनुसार, सिस्टम की अधिकतम बिजली खपत को हल किया जा सकता है, जिसे I2× के बराबर परिभाषित किया गया है आरडीएस(चालू)。 हमने डिवाइस की अधिकतम धारा के अनुसार विभिन्न तापमानों पर आरडीएस (ओएन) की गणना की। इसके अलावा, सर्किट बोर्ड और उसके एमओएस ट्यूब का ताप अपव्यय भी अच्छे से होना चाहिए।

हिमस्खलन का मतलब है कि सेमीकंडक्टर डिवाइस पर रिवर्स वोल्टेज अधिकतम मूल्य से अधिक हो जाता है, जिससे एक मजबूत विद्युत क्षेत्र बनता है और डिवाइस में करंट बढ़ जाता है। चिप आकार में वृद्धि से हिमस्खलन प्रतिरोध में वृद्धि होगी, और अंततः डिवाइस की मजबूती में सुधार होगा। इसलिए, बड़ा पैकेज चुनने से हिमस्खलन को प्रभावी ढंग से रोका जा सकता है।

4. एमओएस ट्रांजिस्टर के चयन में अंतिम चरण एमओएस ट्रांजिस्टर के स्विचिंग प्रदर्शन को निर्धारित करना है।

ऐसे कई पैरामीटर हैं जो स्विच के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण हैं गेट/ड्रेन, गेट/सोर्स और ड्रेन/सोर्स कैपेसिटेंस। इन कैपेसिटेंस से डिवाइस की स्विचिंग हानि हो जाएगी, क्योंकि इसे हर बार स्विच करने पर चार्ज करने की आवश्यकता होती है। इसलिए, मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर ट्रांजिस्टर की स्विचिंग गति कम हो जाती है, और डिवाइस की दक्षता भी कम हो जाती है। स्विचिंग के दौरान डिवाइस के कुल नुकसान की गणना करने के लिए, स्विचिंग के दौरान नुकसान (ईऑन) और स्विचिंग के दौरान नुकसान (ईऑफ) की गणना की जानी चाहिए। MOSFET की कुल शक्ति को निम्नलिखित सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है: Psw= (Eon+Eoff)× आवृत्ति बदलना। गेट चार्ज (Qgd) का स्विचिंग प्रदर्शन पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है।

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