نحوه عملکرد ماسفت های بسته پیشرفته

هنگام طراحی یک منبع تغذیه سوئیچینگ یا مدار محرک موتور با استفاده از ماسفت های محصور شده، اکثر مردم مقاومت روشن MOS، حداکثر ولتاژ و غیره، حداکثر جریان و غیره را در نظر می گیرند و بسیاری هستند که فقط این عوامل را در نظر می گیرند. چنین مدارهایی ممکن است کار کنند، اما عالی نیستند و به عنوان طرح های رسمی محصول مجاز نیستند.

در زیر خلاصه ای از اصول اولیه ماسفت وماسفتمدارهای درایور، که من به تعدادی از منابع مراجعه می کنم، نه همه اصلی. از جمله معرفی ماسفت ها، مشخصات، درایو و مدارهای کاربردی. بسته بندی انواع ماسفت و ماسفت اتصال یک FET (یکی دیگر از JFET) است، می توان آن را به نوع افزایش یافته یا تخلیه، کانال P یا کانال N در مجموع چهار نوع تولید کرد، اما کاربرد واقعی فقط ماسفت کانال N پیشرفته و P بهبود یافته است. -کانال ماسفت که معمولاً NMOS نامیده می شود یا PMOS به این دو نوع اشاره دارد.

در مورد اینکه چرا از ماسفت‌های نوع تخلیه استفاده نمی‌کنید، توصیه نمی‌شود که به انتهای آن بروید. برای این دو نوع ماسفت تقویت‌کننده، NMOS به دلیل مقاومت کم و سهولت ساخت، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین برنامه های کاربردی سوئیچینگ منبع تغذیه و درایو موتور معمولاً از NMOS استفاده می کنند. مقدمه زیر، بلکه بیشترNMOSمبتنی بر

ماسفت ها دارای ظرفیت انگلی بین سه پایه هستند که نیازی به آن نیست، اما به دلیل محدودیت های فرآیند ساخت. وجود خازن انگلی در طراحی و یا انتخاب مدار درایو به برخی از مشکلات است، اما هیچ راهی برای اجتناب وجود دارد، و سپس به تفصیل شرح داده شده است. همانطور که در شماتیک ماسفت مشاهده می کنید، یک دیود انگلی بین درین و منبع وجود دارد.

این دیود بدنه نامیده می شود و در راندن بارهای القایی مانند موتورها مهم است. به هر حال، دیود بدنه فقط در افراد وجود داردماسفت هاو معمولاً در داخل تراشه مدار مجتمع وجود ندارد. MOSFET ON CharacteristicsOn به معنای عمل کردن به عنوان سوئیچ است که معادل بسته شدن سوئیچ است.

ویژگی های NMOS، Vgs بیشتر از یک مقدار معین انجام می دهد، مناسب برای استفاده در مواردی که منبع زمین (درایو کم پایان) است، تا زمانی که ولتاژ دروازه 4 ولت یا 10 ولت باشد. ویژگی‌های PMOS، Vgs کمتر از مقدار معینی هدایت می‌کند، مناسب برای استفاده در مواردی که منبع به VCC (درایو پیشرفته) متصل است. با این حال، اگرچه PMOS می تواند به راحتی به عنوان یک درایور سطح بالا استفاده شود، NMOS معمولاً در درایورهای سطح بالا به دلیل مقاومت زیاد، قیمت بالا و انواع جایگزینی کمی استفاده می شود.

بسته بندی تلفات لوله سوئیچینگ ماسفت، چه NMOS باشد و چه PMOS، پس از رسانش، مقاومت روشنی وجود دارد، به طوری که جریان در این مقاومت انرژی مصرف می کند، این بخش از انرژی مصرف شده را تلفات هدایت می نامند. انتخاب یک ماسفت با مقاومت روشن کوچک باعث کاهش افت هدایت می شود. امروزه، مقاومت روشن ماسفت با توان کوچک معمولاً حدود ده ها میلی اهم است و چند میلی اهم نیز موجود است. MOS نباید در یک لحظه زمانی که هدایت می شود و قطع می شود، تکمیل شود. ولتاژ دو طرف MOS دارای یک روند کاهشی و جریانی که از آن عبور می کند روند افزایشی دارد. در این مدت تلفات ماسفت حاصل ضرب ولتاژ و جریان است که به آن تلفات سوئیچینگ می گویند. معمولا تلفات سوئیچینگ بسیار بزرگتر از تلفات هدایت است و هر چه فرکانس سوئیچینگ سریعتر باشد، تلفات بیشتر است. حاصلضرب ولتاژ و جریان در لحظه رسانش بسیار زیاد است و در نتیجه تلفات زیادی به همراه دارد.

کوتاه کردن زمان سوئیچینگ باعث کاهش تلفات در هر انتقال می شود. کاهش فرکانس سوئیچینگ تعداد سوئیچ ها را در واحد زمان کاهش می دهد. هر دوی این رویکردها می توانند تلفات سوئیچینگ را کاهش دهند. حاصلضرب ولتاژ و جریان در لحظه رسانش زیاد است و تلفات حاصله نیز زیاد است. کوتاه کردن زمان سوئیچینگ می تواند تلفات را در هر رسانش کاهش دهد. کاهش فرکانس سوئیچینگ می تواند تعداد سوئیچ ها را در واحد زمان کاهش دهد. هر دوی این رویکردها می توانند تلفات سوئیچینگ را کاهش دهند. رانندگی در مقایسه با ترانزیستورهای دوقطبی، عموماً اعتقاد بر این است که تا زمانی که ولتاژ GS بالاتر از یک مقدار معین باشد، برای روشن کردن یک ماسفت بسته بندی شده، جریانی لازم نیست. انجام این کار آسان است، با این حال، ما به سرعت نیز نیاز داریم. ساختار ماسفت محصور شده را می توان در حضور ظرفیت انگلی بین GS، GD مشاهده کرد و حرکت ماسفت در واقع شارژ و تخلیه خازن است. شارژ خازن نیاز به جریان دارد، زیرا شارژ آنی خازن را می توان به عنوان یک اتصال کوتاه دید، بنابراین جریان آنی بیشتر خواهد بود. اولین چیزی که هنگام انتخاب/طراحی درایور ماسفت باید به آن توجه کرد، اندازه جریان اتصال کوتاه لحظه ای است که می توان ارائه کرد.

دومین نکته ای که باید به آن توجه کرد این است که معمولاً در NMOS درایوهای پیشرفته استفاده می شود، ولتاژ گیت به موقع باید بیشتر از ولتاژ منبع باشد. درایو بالا پایان ماسفت منبع رسانایی ولتاژ و ولتاژ تخلیه (VCC) یکسان است، بنابراین ولتاژ دروازه نسبت به VCC 4 ولت یا 10 ولت است. اگر در همان سیستم، برای دریافت ولتاژ بزرگتر از VCC، باید در تخصص مدارهای تقویت کننده بسیاری از درایورهای موتور دارای پمپ های شارژ یکپارچه هستند، توجه به این نکته مهم است که باید ظرفیت خارجی مناسب را انتخاب کنید تا جریان اتصال کوتاه کافی برای راه اندازی ماسفت به دست آورید. معمولاً در ولتاژ حالت روشن ماسفت از 4 ولت یا 10 ولت استفاده می شود، البته طراحی باید حاشیه مشخصی داشته باشد. هر چه ولتاژ بالاتر باشد سرعت روشن تر و مقاومت در حالت پایین تر است. امروزه ماسفت هایی با ولتاژ در حالت کمتر در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند، اما در سیستم های الکترونیکی 12 ولت خودرو، عموماً 4 ولت روشن کافی است. مدار درایو ماسفت و از دست دادن آن.