نقش ماسفت های ولتاژ کوچک چیست؟

انواع زیادی از وجود داردماسفت ها، عمدتاً به دو دسته ماسفت های اتصالی و ماسفت های دروازه عایق تقسیم می شوند و همه دارای نقاط N-channel و P-channel هستند.

 

ترانزیستور اثر میدانی فلز-اکسید-نیمه هادی که به ماسفت گفته می شود، به ماسفت نوع تخلیه و ماسفت نوع تقویتی تقسیم می شود.

 

ماسفت ها نیز به دو دسته لوله های تک گیت و دو گیت تقسیم می شوند. ماسفت دو گیت دارای دو دروازه مستقل G1 و G2 است که از ساخت معادل دو ماسفت تک دروازه ای به صورت سری به هم متصل شده اند و جریان خروجی آن توسط کنترل ولتاژ دو دروازه تغییر می کند. این ویژگی ماسفت‌های دو گیت هنگام استفاده به عنوان تقویت‌کننده‌های فرکانس بالا، تقویت‌کننده‌های کنترل بهره، میکسرها و دمدولاتورها، راحتی زیادی را به ارمغان می‌آورد.

 

1, ماسفتنوع و ساختار

ماسفت نوعی FET است (نوع دیگر JFET است)، می تواند به چهار نوع افزایش یافته یا کاهشی، کانال P یا کانال N در مجموع چهار نوع تولید شود، اما کاربرد نظری تنها ماسفت کانال N پیشرفته و P- بهبود یافته است. ماسفت کانالی که معمولاً NMOS نامیده می شود یا PMOS به این دو نوع اشاره دارد. در مورد اینکه چرا از ماسفت های نوع تخلیه استفاده نمی کنید، جستجو برای علت اصلی را توصیه نکنید. با توجه به دو ماسفت پیشرفته، NMOS که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، دلیل آن این است که مقاومت روشن آن کوچک است و ساخت آن آسان است. بنابراین برنامه های کاربردی سوئیچینگ منبع تغذیه و درایو موتور معمولاً از NMOS استفاده می کنند. نقل قول زیر، بلکه بیشتر مبتنی بر NMOS است. سه پایه از ظرفیت انگلی ماسفت بین این سه پایه وجود دارد که این نیاز ما نیست، اما به دلیل محدودیت های فرآیند تولید است. وجود خازن انگلی در طراحی یا انتخاب مدار درایو برای صرفه جویی در زمان، اما راهی برای اجتناب وجود ندارد و سپس معرفی دقیق. در نمودار شماتیک ماسفت، تخلیه و منبع بین یک دیود انگلی دیده می شود. به این دیود بدنه می گویند، در راندن بارهای منطقی، این دیود بسیار مهم است. به هر حال، دیود بدنه فقط در یک ماسفت وجود دارد که معمولاً در داخل تراشه مدار مجتمع نیست.

 

2، ویژگی های هدایت ماسفت

اهمیت رسانش به عنوان یک سوئیچ است که معادل یک سوئیچ بسته می شود. ویژگی های NMOS، Vgs بیشتر از مقدار معینی هدایت می کند، مناسب برای استفاده در مواردی که منبع زمین است (درایو کم پایان)، فقط ولتاژ دروازه می رسد. در مشخصه های 4 ولت یا 10 ولت. PMOS، Vgs کمتر از مقدار معینی هدایت می شود، مناسب برای استفاده در مواردی که منبع به VCC (درایو پیشرفته) متصل است.

با این حال، البته، PMOS می تواند بسیار آسان برای استفاده به عنوان یک درایور سطح بالا باشد، اما به دلیل مقاومت روشن، گران بودن، انواع کمتر مبادلات و دلایل دیگر، در درایور رده بالا، معمولاً همچنان از NMOS استفاده می شود.

 

3, ماسفتاز دست دادن سوئیچینگ

چه NMOS باشد و چه PMOS، پس از وجود مقاومت روشن، به طوری که جریان در این مقاومت انرژی مصرف می کند، این بخش از انرژی مصرف شده را افت مقاومت روشن می نامند. انتخاب یک ماسفت با مقاومت روشن اندک باعث کاهش تلفات در مقاومت می شود. مقاومت روشن معمول ماسفت کم مصرف معمولاً ده ها میلی اهم است که در آنجا چند میلی اهم است. MOS در زمان و قطع، نباید در تکمیل آنی ولتاژ در سراسر MOS یک فرآیند افت وجود دارد، جریان از طریق یک فرآیند افزایش می یابد، در این زمان، از دست دادن ماسفت است. حاصل ضرب ولتاژ و جریان را تلفات سوئیچینگ می نامند. معمولاً تلفات سوئیچینگ بسیار بیشتر از تلفات هدایت است و هر چه فرکانس سوئیچینگ سریعتر باشد تلفات بزرگتر است. یک محصول بزرگ ولتاژ و جریان در لحظه رسانش باعث تلفات زیادی می شود. 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 دو روش می توانند تلفات سوئیچینگ را کاهش دهند.

 
4، درایو ماسفت

در مقایسه با ترانزیستورهای دوقطبی، معمولاً فرض می شود که هیچ جریانی برای هدایت ماسفت لازم نیست، فقط ولتاژ GS بالاتر از مقدار معینی است. انجام این کار آسان است، با این حال، ما به سرعت نیز نیاز داریم. در ساختار ماسفت می بینید که یک ظرفیت انگلی بین GS، GD وجود دارد و راندن ماسفت، در تئوری، شارژ و تخلیه خازن است. شارژ خازن نیاز به جریان دارد و از آنجایی که شارژ آنی خازن را می توان به عنوان یک اتصال کوتاه مشاهده کرد، جریان آنی بالا خواهد بود. انتخاب / طراحی درایو ماسفت اولین چیزی که باید به آن توجه کرد اندازه جریان اتصال کوتاه لحظه ای است که می توان ارائه کرد. دومین موردی که باید به آن توجه کرد این است که معمولاً در NMOS درایو پیشرفته استفاده می شود، در صورت تقاضا ولتاژ گیت بیشتر از ولتاژ منبع است. بالا پایان درایو MOS لوله هدایت ولتاژ منبع و ولتاژ تخلیه (VCC) یکسان است، بنابراین ولتاژ دروازه از VCC 4V یا 10V است. با فرض اینکه در همان سیستم، برای دریافت ولتاژ بزرگتر از VCC، به یک مدار بوست مخصوص نیاز داریم. بسیاری از درایورهای موتور پمپ شارژ یکپارچه هستند، توجه به این است که باید خازن خارجی مناسب را انتخاب کنید تا جریان اتصال کوتاه کافی برای درایو ماسفت بدست آید. 4 ولت یا 10 ولت گفته شده در بالا معمولا از ماسفت در ولتاژ استفاده می شود، البته طراحی، نیاز به حاشیه خاصی دارد. هر چه ولتاژ بالاتر باشد سرعت روشن تر و مقاومت در حالت پایین تر است. معمولاً ماسفت‌های ولتاژ روشن وضعیت کوچک‌تری نیز در دسته‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما در سیستم‌های الکترونیک خودرو 12 ولت، 4 ولت روشن وضعیت کافی است.

 

 

پارامترهای اصلی ماسفت به شرح زیر است:

 

1. منبع گیت شکست ولتاژ BVGS - در روند افزایش ولتاژ منبع دروازه، به طوری که گیت جریان IG از صفر شروع به افزایش شدید در VGS، شناخته شده به عنوان منبع گیت شکست ولتاژ BVGS.

 

2. روشن کردن ولتاژ VT - ولتاژ روشن (همچنین به عنوان ولتاژ آستانه شناخته می شود): منبع S و تخلیه D بین ابتدای کانال رسانا ولتاژ دروازه مورد نیاز را تشکیل می دهد. - MOSFET کانال N استاندارد، VT حدود 3 ~ 6 ولت است. - پس از فرآیند بهبود، می توانید مقدار MOSFET VT را به 2 تا 3 ولت کاهش دهید.

 

3. ولتاژ خرابی تخلیه BVDS - تحت شرایط VGS = 0 (تقویت شده)، در روند افزایش ولتاژ تخلیه به طوری که ID شروع به افزایش چشمگیری می کند زمانی که VDS نامیده می شود ولتاژ شکست تخلیه BVDS - ID به طور چشمگیری افزایش می یابد. دو جنبه زیر:

 

(1) شکست بهمنی لایه تخلیه در نزدیکی الکترود تخلیه

 

(2) خرابی نفوذ بین قطبی منبع تخلیه - برخی از ماسفت های ولتاژ کوچک، طول کانال آن کوتاه است، از زمان به زمان برای افزایش VDS باعث می شود منطقه تخلیه لایه تخلیه هر از گاهی به منطقه منبع گسترش یابد. به طوری که طول کانال صفر، یعنی بین نفوذ منبع تخلیه، نفوذ، منطقه منبع اکثر حامل ها، منطقه منبع، مستقیم باشد تا در برابر لایه تخلیه جذب میدان الکتریکی مقاومت کند. برای رسیدن به منطقه نشتی، و در نتیجه یک شناسه بزرگ.

 

4. مقاومت ورودی DC RGS-یعنی، نسبت ولتاژ اضافه شده بین منبع دروازه و جریان دروازه، این مشخصه گاهی اوقات بر حسب جریان گیتی که از طریق دروازه عبور می کند بیان می شود. RGS ماسفت به راحتی می تواند از 1010Ω تجاوز کند. 5.

 

5. رسانایی فرکانس پایین gm در VDS برای مقدار ثابتی از شرایط، ریز واریانس جریان تخلیه و میکروواریانس ولتاژ منبع دروازه ناشی از این تغییر، رسانایی gm نامیده می شود، که منعکس کننده کنترل ولتاژ منبع گیت بر روی جریان تخلیه نشان می دهد که تقویت ماسفت از یک پارامتر مهم، به طور کلی در محدوده چند تا چند میلی آمپر / V. ماسفت به راحتی می تواند 1010Ω تجاوز کند.