Qual é o papel dos MOSFETs de pequena tensão?

Existem muitas variedades deMOSFETs, dividido principalmente em MOSFETs de junção e MOSFETs de porta isolada, duas categorias, e todos têm pontos de canal N e canal P.

O transistor de efeito de campo semicondutor de óxido metálico, conhecido como MOSFET, é dividido em MOSFET do tipo de esgotamento e MOSFET do tipo de aprimoramento.

Os MOSFETs também são divididos em tubos de porta única e de porta dupla. O MOSFET de porta dupla possui duas portas independentes G1 e G2, a partir da construção do equivalente a dois MOSFETs de porta única conectados em série, e sua corrente de saída muda pelo controle de tensão de duas portas. Esta característica dos MOSFETs de porta dupla traz grande comodidade quando usados ​​como amplificadores de alta frequência, amplificadores de controle de ganho, mixers e demoduladores.

1, MOSFETtipo e estrutura

MOSFET é um tipo de FET (outro tipo é JFET), pode ser fabricado em tipo aprimorado ou de esgotamento, canal P ou canal N, um total de quatro tipos, mas a aplicação teórica apenas de MOSFET de canal N aprimorado e P- aprimorado canal MOSFET, geralmente chamado de NMOS, ou PMOS refere-se a esses dois tipos. Quanto ao motivo de não usar MOSFETs do tipo depleção, não recomendamos a busca pela causa raiz. Em relação aos dois MOSFETs aprimorados, o mais comumente utilizado é o NMOS, a razão é que a resistência é pequena e fácil de fabricar. Portanto, alternar aplicações de fonte de alimentação e acionamento de motor geralmente usa NMOS. a citação a seguir, mas também mais baseada em NMOS. existem três pinos da capacitância parasita MOSFET entre os três pinos, o que não é nossa necessidade, mas devido a limitações do processo de fabricação. A existência de capacitância parasita no projeto ou seleção do circuito de acionamento para economizar algum tempo, mas não há como evitar, e então introdução detalhada. No diagrama esquemático do MOSFET pode-se ver o dreno e a fonte entre um diodo parasita. Isso é chamado de diodo corporal; no acionamento de cargas racionais, esse diodo é muito importante. A propósito, o diodo corporal só existe em um único MOSFET, geralmente não dentro do chip do circuito integrado.

2, características de condução MOSFET

O significado da condução é como uma chave, equivalente a um fechamento de chave. Características NMOS, Vgs maior que um determinado valor conduzirá, adequado para uso no caso em que a fonte está aterrada (drive low-end), apenas a tensão da porta chega nas características 4V ou 10V.PMOS, Vgs inferior a um determinado valor conduzirá, adequado para uso no caso em que a fonte esteja conectada ao VCC (drive high-end).

No entanto, é claro, o PMOS pode ser muito fácil de usar como um driver de ponta, mas devido à resistência, caro, menos tipos de trocas e outros motivos, no driver de ponta, geralmente ainda usa NMOS.

3, MOSFETperda de comutação

Seja NMOS ou PMOS, após existir a resistência ligada, para que a corrente consuma energia nesta resistência, essa parte da energia consumida é chamada de perda na resistência ligada. Selecionar um MOSFET com uma pequena resistência reduzirá a perda de resistência. A resistência usual do MOSFET de baixa potência é geralmente de dezenas de miliohms, alguns miliohms ali. MOS no tempo ligado e desligado, não deve estar na conclusão instantânea da tensão através do MOS há um processo de queda, a corrente flui através de um processo de aumento, durante este tempo, a perda do MOSFET é o produto da tensão e da corrente é chamado de perda de comutação. Normalmente, a perda de comutação é muito maior que a perda de condução e, quanto mais rápida for a frequência de comutação, maior será a perda. Um grande produto de tensão e corrente no instante da condução constitui uma grande perda. A redução do tempo de comutação reduz a perda em cada condução; reduzir a frequência de comutação reduz o número de comutadores por unidade de tempo. Ambas as abordagens podem reduzir a perda de comutação.

 
4, unidade MOSFET

Em comparação com os transistores bipolares, é comumente assumido que nenhuma corrente é necessária para fazer o MOSFET conduzir, apenas que a tensão GS está acima de um determinado valor. Isso é fácil de fazer, mas também precisamos de velocidade. Na estrutura do MOSFET você pode ver que existe uma capacitância parasita entre GS, GD, e o acionamento do MOSFET é, em teoria, a carga e descarga da capacitância. Carregar o capacitor requer corrente e, como carregar o capacitor instantaneamente pode ser visto como um curto-circuito, a corrente instantânea será alta. Seleção / projeto do drive MOSFET a primeira coisa a prestar atenção é o tamanho da corrente de curto-circuito instantânea que pode ser fornecida. A segunda coisa a se prestar atenção é que, geralmente usado em drives NMOS de última geração, sob demanda a tensão da porta é maior que a tensão da fonte. Tensão de fonte de condução de tubo MOS de unidade de última geração e tensão de dreno (VCC) iguais, então a tensão de porta é maior que VCC 4V ou 10V. assumindo que no mesmo sistema, para obter uma tensão maior que o VCC, precisamos de um circuito boost especial. Muitos drivers de motor são bombas de carga integradas, para prestar atenção é necessário escolher o capacitor externo apropriado, a fim de obter corrente de curto-circuito suficiente para acionar o MOSFET. 4V ou 10V mencionado acima é comumente usado MOSFET em tensão, o design é claro, a necessidade de ter uma certa margem. Quanto maior a tensão, mais rápida será a velocidade no estado ligado e menor será a resistência no estado ligado. Normalmente, também existem MOSFETs de tensão de estado ligado menores usados ​​​​em diferentes categorias, mas em sistemas eletrônicos automotivos de 12V, o estado ligado de 4V comum é suficiente.

Os principais parâmetros do MOSFET são os seguintes:

1. tensão de ruptura da fonte da porta BVGS - no processo de aumento da tensão da fonte da porta, de modo que a corrente da porta IG de zero para iniciar um aumento acentuado no VGS, conhecida como tensão de ruptura da fonte da porta BVGS.

2. tensão de ativação VT - tensão de ativação (também conhecida como tensão limite): fazer a fonte S e o dreno D entre o início do canal condutor constitui a tensão de porta necessária; - MOSFET de canal N padronizado, VT é de cerca de 3 ~ 6V; - após o processo de melhoria, pode diminuir o valor do MOSFET VT para 2 ~ 3V.

3. Tensão de ruptura do dreno BVDS - sob a condição de VGS = 0 (reforçada), no processo de aumentar a tensão do dreno para que o ID comece a aumentar drasticamente quando o VDS é chamado de tensão de ruptura do dreno BVDS - ID aumentou drasticamente devido a os dois aspectos seguintes:

(1) quebra de avalanche da camada de depleção perto do eletrodo de drenagem

(2) quebra de penetração interpolar da fonte de drenagem - algum MOSFET de pequena tensão, seu comprimento de canal é curto, de vez em quando aumentar o VDS fará com que a região de drenagem da camada de depleção de vez em quando se expanda para a região de origem , de modo que o comprimento do canal de zero, ou seja, entre a penetração dreno-fonte, penetração, a região fonte da maioria das portadoras, a região fonte, será reta para suportar a camada de depleção da absorção do campo elétrico, chegar à região de vazamento, resultando em uma identificação grande.

4. Resistência de entrada CC RGS - ou seja, a razão da tensão adicionada entre a fonte da porta e a corrente da porta, esta característica às vezes é expressa em termos da corrente da porta que flui através do RGS do MOSFET da porta pode facilmente exceder 1010Ω. 5.

5. transcondutância de baixa frequência gm no VDS para um valor fixo das condições, a microvariância da corrente de dreno e a microvariância da tensão da fonte da porta causada por esta mudança é chamada de transcondutância gm, refletindo o controle da tensão da fonte da porta no corrente de drenagem é mostrar que a amplificação do MOSFET de um parâmetro importante, geralmente na faixa de alguns a alguns mA / V. O MOSFET pode facilmente exceder 1010Ω.