1. Jenis dan struktur tiub MOS

MOSFET ialah sejenis FET (yang lain ialah JFET), yang boleh dijadikan mod peningkatan atau mod penyusutan, saluran P atau saluran N, sejumlah 4 jenis, tetapi hanya MOS saluran N mod peningkatan yang sebenarnya digunakan. Tiub dan tiub MOS saluran P yang dipertingkatkan, jadi NMOS biasanya disebut, atau PMOS merujuk kepada kedua-dua ini.

Mengenai mengapa tidak menggunakan tiub MOS jenis penyusutan, tidak digalakkan untuk sampai ke bahagian bawahnya.

Untuk dua tiub MOS yang dipertingkatkan ini, NMOS lebih biasa digunakan. Sebabnya ialah on-resistance adalah kecil dan mudah untuk dihasilkan. Oleh itu, dalam penggunaan bekalan kuasa pensuisan dan pemacu motor, NMOS biasanya digunakan. Dalam pengenalan berikut, NMOS digunakan terutamanya.

Terdapat kapasitansi parasit antara tiga pin tiub MOS, yang bukan apa yang kita perlukan, tetapi disebabkan oleh pengehadan proses pembuatan. Kewujudan kapasitansi parasit menjadikannya lebih menyusahkan untuk mereka bentuk atau memilih litar pemanduan, tetapi tidak ada cara untuk mengelakkannya, yang akan diterangkan secara terperinci kemudian.

Ia boleh dilihat pada rajah skematik tiub MOS bahawa terdapat diod parasit di antara longkang dan punca. Ini dipanggil diod badan dan sangat penting apabila memandu beban induktif (seperti motor). Dengan cara ini, diod badan hanya wujud dalam satu transistor MOS, dan biasanya tidak wujud di dalam cip litar bersepadu.

2. Ciri pengaliran tiub MOS

Pengaliran bermaksud bertindak sebagai suis, yang bersamaan dengan menutup suis.

Mengikut ciri-ciri NMOS, jika Vgs lebih besar daripada nilai tertentu, ia akan dihidupkan. Ia sesuai untuk keadaan apabila punca dibumikan (pemacu low-end), selagi voltan get mencapai 4V atau 10V.

Ciri-ciri PMOS, Vgs kurang daripada nilai tertentu akan dihidupkan, sesuai untuk keadaan apabila sumber disambungkan ke VCC (pemacu high-end). Walau bagaimanapun, walaupun PMOS boleh digunakan dengan mudah sebagai pemacu mewah, NMOS biasanya digunakan dalam pemacu mewah kerana rintangannya yang besar, harga yang tinggi dan jenis penggantian yang sedikit.

3. Kehilangan tiub suis MOS

Sama ada NMOS atau PMOS, terdapat rintangan-on selepas ia dihidupkan, supaya arus akan menggunakan tenaga pada rintangan ini, dan bahagian tenaga yang digunakan ini dipanggil kehilangan pengaliran. memilih tiub MOS dengan rintangan-on yang kecil akan mengurangkan kehilangan pengaliran. Rintangan pada tiub MOS berkuasa rendah semasa biasanya sekitar puluhan miliohm, dan terdapat juga beberapa miliohm.

Apabila MOS dihidupkan dan dimatikan, ia tidak boleh disiapkan dalam sekelip mata. Voltan pada kedua-dua hujung MOS mempunyai proses jatuh, dan arus yang mengalir mempunyai proses meningkat. Pada masa ini, kehilangan tiub MOS adalah hasil daripada voltan dan arus, yang dipanggil kehilangan pensuisan. Biasanya kerugian pensuisan adalah lebih besar daripada kehilangan pengaliran, dan lebih cepat frekuensi pensuisan, lebih besar kerugian.

Hasil darab voltan dan arus semasa menghidupkan adalah sangat besar, dan kerugian yang disebabkan juga sangat besar. Memendekkan masa pensuisan boleh mengurangkan kerugian pada setiap menghidupkan; mengurangkan frekuensi pensuisan boleh mengurangkan bilangan pensuisan setiap unit masa. Kedua-dua pendekatan boleh mengurangkan kerugian penukaran.

4. Pemandu tiub MOS

Berbanding dengan transistor bipolar, secara amnya dipercayai bahawa tiada arus diperlukan untuk menghidupkan tiub MOS, selagi voltan GS lebih tinggi daripada nilai tertentu, ia sudah mencukupi. Ini mudah dilakukan, tetapi kita juga memerlukan kelajuan.

Ia boleh dilihat dalam struktur tiub MOS bahawa terdapat kapasitansi parasit antara GS dan GD, dan pemacu tiub MOS sebenarnya adalah pengecasan dan nyahcas kapasitor. Mengecas kapasitor memerlukan arus, kerana kapasitor boleh dianggap sebagai litar pintas pada saat mengecas kapasitor, jadi arus segera akan menjadi agak besar. Perkara pertama yang perlu diberi perhatian semasa memilih/mereka bentuk pemacu tiub MOS ialah jumlah arus litar pintas serta-merta yang boleh disediakan.

Perkara kedua yang perlu diperhatikan ialah NMOS, yang biasanya digunakan untuk pemanduan sisi tinggi, perlu dihidupkan apabila voltan pintu lebih besar daripada voltan sumber. Voltan sumber transistor MOS pacuan sisi tinggi adalah sama dengan voltan longkang (VCC) apabila ia dihidupkan, jadi voltan get adalah 4V atau 10V lebih besar daripada VCC pada masa ini. Jika dalam sistem yang sama, untuk mendapatkan voltan yang lebih besar daripada VCC, litar rangsangan khas diperlukan. Banyak pemandu motor menyepadukan pam cas. Perlu diingatkan bahawa kapasitor luaran yang sesuai harus dipilih untuk mendapatkan arus litar pintas yang mencukupi untuk memacu tiub MOS.

4V atau 10V yang disebutkan di atas ialah voltan hidupan tiub MOS yang biasa digunakan, dan sudah tentu perlu ada margin tertentu dalam reka bentuk. Dan semakin tinggi voltan, semakin cepat kelajuan hidupkan dan semakin kecil rintangan hidup. Kini terdapat juga tiub MOS dengan voltan hidupan yang lebih kecil digunakan dalam bidang yang berbeza, tetapi dalam sistem elektronik automotif 12V, umumnya pengaliran 4V sudah mencukupi.

Untuk litar pemacu tiub MOS dan kehilangannya, anda boleh merujuk kepada AN799MatchingMOSFETDriverstoMOSFET Microchip. Ia sangat terperinci, jadi saya tidak bercadang untuk menulis lebih lanjut.

5. Litar aplikasi tiub MOS

Ciri paling ketara bagi tiub MOS ialah ciri pensuisannya yang baik, jadi ia digunakan secara meluas dalam litar yang memerlukan suis elektronik, seperti bekalan kuasa pensuisan dan pemacu motor.

Analisis 5 Bekalan Kuasa Pensuisan Yang Biasa Digunakan MOSFET Litar Pemanduan

Apabila menggunakan MOSFET untuk mereka bentuk bekalan kuasa pensuisan, kebanyakan orang akan mempertimbangkan rintangan on-rintangan, voltan maksimum dan arus maksimum MOSFET. Tetapi dalam banyak kes, hanya faktor ini dipertimbangkan. Litar sedemikian mungkin berfungsi seperti biasa, tetapi ia bukan penyelesaian reka bentuk yang baik. Lebih terperinci, MOSFET juga harus mempertimbangkan parameter parasitnya sendiri. Untuk MOSFET tertentu, litar pemacunya, keluaran arus puncak oleh pin pemacu, kadar kenaikan, dsb., akan menjejaskan prestasi pensuisan MOSFET.

Apabila IC kuasa dan tiub MOS dipilih, adalah amat penting untuk memilih litar pemanduan yang sesuai untuk menyambungkan IC kuasa dan tiub MOS.

Litar pemacu MOSFET yang baik mempunyai keperluan berikut:

(1) Apabila suis dihidupkan, litar pemacu sepatutnya dapat menyediakan arus pengecasan yang cukup besar untuk meningkatkan voltan antara pintu dan punca MOSFET dengan cepat kepada nilai yang diperlukan, untuk memastikan suis boleh dihidupkan dengan cepat dan tiada ayunan frekuensi tinggi pada kelebihan yang semakin meningkat.

(2) Litar pemacu boleh memastikan bahawa voltan antara pintu dan punca MOSFET kekal stabil dan boleh dipercayai dihidupkan semasa tempoh suis hidup.

(3) Litar pemacu pada saat dimatikan boleh menyediakan laluan dengan impedans yang paling rendah untuk nyahcas cepat voltan kapasitor antara pintu pagar dan sumber MOSFET, untuk memastikan tiub suis boleh dimatikan dengan cepat.

(4) Struktur litar pemanduan adalah mudah dan boleh dipercayai, dan kerugiannya kecil.

(5) Gunakan pengasingan mengikut situasi.

Adakah tiub MOS dan litar pemacu IGBT memacu voltan atau arus?

Kedua-dua tiub MOS dan IDBT adalah komponen yang dipacu voltan. Iaitu, voltan pintu mengawal arus longkang atau pengumpul.