Велики пакет МОСФЕТ управљачког кола

Пре свега, тип и структура МОСФЕТ-а,МОСФЕТје ФЕТ (други је ЈФЕТ), може се произвести у побољшани или осиромашени тип, П-канални или Н-канални укупно четири типа, али стварна примена само побољшаних Н-каналних МОСФЕТ-ова и побољшаних МОСФЕТ-ова П-канала, тако да који се обично назива НМОС или ПМОС односи се на ове две врсте. За ова два типа побољшаних МОСФЕТ-ова, чешће се користи НМОС, разлог је тај што је отпор на укључење мали и лак за производњу. Стога се НМОС генерално користи у апликацијама за пребацивање напајања и моторних погона.

У следећем уводу, већином случајева доминира НМОС. паразитски капацитет постоји између три пина МОСФЕТ-а, карактеристика која није потребна, али се јавља због ограничења производног процеса. Присуство паразитне капацитивности чини помало тешким дизајном или одабиром управљачког кола. Између одвода и извора налази се паразитна диода. Ово се зове каросерија и важно је у покретању индуктивних оптерећења као што су мотори. Иначе, диода тела је присутна само у појединачним МОСФЕТ-овима и обично није присутна унутар ИЦ чипа.

МОСФЕТгубитак у комутационој цеви, било да је у питању НМОС или ПМОС, након што постоји проводљивост укљученог отпора, тако да ће струја трошити енергију у овом отпору, овај део потрошене енергије назива се губитак проводљивости. Избор МОСФЕТ-а са малим отпором на укључење ће смањити губитак отпора. Данас је отпор укључења МОСФЕТ-ова мале снаге генерално око десетина милиома, а доступно је и неколико милиома. МОСФЕТ-ови не смеју бити завршени у тренутку када су укључени и искључени. Постоји процес смањења напона на два краја МОСФЕТ-а и постоји процес повећања струје која тече кроз њега. Током овог временског периода, губитак МОСФЕТ-а је производ напона и струје, који се назива комутациони губитак. Обично је комутациони губитак много већи од губитка проводљивости, а што је бржа фреквенција пребацивања, већи је губитак. Производ напона и струје у тренутку проводљивости је веома велики, што резултира великим губицима. Скраћивање времена укључивања смањује губитак при свакој проводљивости; смањењем фреквенције пребацивања смањује се број прекидача по јединици времена. Оба ова приступа смањују комутационе губитке.

У поређењу са биполарним транзисторима, генерално се верује да није потребна струја за стварање аМОСФЕТпонашање, све док је напон ГС изнад одређене вредности. Ово је лако урадити, међутим, потребна нам је и брзина. Као што можете видети у структури МОСФЕТ-а, постоји паразитски капацитет између ГС, ГД, а управљање МОСФЕТ-ом је, у ствари, пуњење и пражњење капацитивности. За пуњење кондензатора потребна је струја, јер се тренутно пуњење кондензатора може посматрати као кратак спој, па ће тренутна струја бити већа. Прва ствар на коју треба обратити пажњу при одабиру/дизајнирању МОСФЕТ драјвера је величина тренутне струје кратког споја која се може обезбедити.

Друга ствар коју треба приметити је да, генерално коришћен у НМОС драјвима високог квалитета, напон гејта на време мора бити већи од напона извора. Хигх-енд драјв МОСФЕТ на изворном напону и напону одвода (ВЦЦ) исти, па је онда напон капије од ВЦЦ 4В или 10В. ако у истом систему, да бисмо добили већи напон од ВЦЦ-а, морамо се специјализовати за кола за појачавање. Многи драјвери мотора имају интегрисане пумпе за пуњење, важно је напоменути да би требало да изаберете одговарајући спољни капацитет да бисте добили довољно струје кратког споја за покретање МОСФЕТ-а. 4В или 10В је најчешће коришћени МОСФЕТ на напону, дизајн наравно, морате имати одређену маргину. Што је напон већи, то је већа брзина укљученог стања и мањи отпор у укљученом стању. Сада постоје и мањи МОСФЕТ-ови напонског напона који се користе у различитим областима, али у систему аутомобилске електронике од 12В, генерално је довољно 4В укључено стање. Најзначајнија карактеристика МОСФЕТ-а су карактеристике пребацивања добра, тако да се широко користи у потреба за електронским прекидачким колима, као што су прекидачко напајање и моторни погон, али и затамњивање осветљења. Провођење значи деловати као прекидач, што је еквивалентно затварању прекидача. НМОС карактеристике, Вгс већи од одређене вредности ће спроводити, погодан за употребу у случају када је извор уземљен (лов-енд дриве), све док капија напон од 4В или 10В.ПМОС карактеристике, Вгс мањи од одређене вредности ће водити, погодан за употребу у случају када је извор повезан на ВЦЦ (хигх-енд дриве). Међутим, иако се ПМОС може лако користити као врхунски драјвер, НМОС се обично користи у врхунским драјверима због великог отпора, високе цене и неколико врста замене.

Сада МОСФЕТ покреће нисконапонске апликације, када се користи напајање од 5В, овог пута ако користите традиционалну структуру тотема, због транзистора пад напона буде око 0,7В, што резултира стварним коначним додавањем капије на напон је само 4,3 В. У овом тренутку бирамо номинални напон гејта од 4,5 В МОСФЕТ-а о постојању одређених ризика. Исти проблем се јавља код употребе 3В или других нисконапонских извора напајања. Двоструки напон се користи у неким контролним колима где логичка секција користи типичан дигитални напон од 5В или 3,3В, а део за напајање користи 12В или чак више. Два напона су повезана помоћу заједничког уземљења. Ово поставља захтев за коришћење кола које омогућава нисконапонској страни да ефективно контролише МОСФЕТ на страни високог напона, док ће се МОСФЕТ на страни високог напона суочити са истим проблемима наведеним у 1 и 2. У сва три случаја, структура тотемског пола не може да испуни излазне захтеве, а чини се да многи готови МОСФЕТ управљачки склопови не укључују структуру за ограничавање напона на капији. Улазни напон није фиксна вредност, он варира са временом или другим факторима. Ова варијација узрокује нестабилан погонски напон који МОСФЕТ-у даје ПВМ коло. Да би МОСФЕТ био безбедан од високих напона на капији, многи МОСФЕТ-ови имају уграђене регулаторе напона за принудно ограничавање амплитуде напона на капији.

У овом случају, када обезбеђени напон погона премаши напон регулатора, то ће изазвати велику статичку потрошњу енергије. високог улазног напона, МОСФЕТ ради добро, док се улазни напон смањује када је напон капије недовољан да изазове недовољно потпуну проводљивост, чиме се повећава потрошња енергије.

Релативно уобичајено коло овде је само за НМОС управљачко коло за једноставну анализу: Вл и Вх су лов-енд и хигх-енд напајање, респективно, два напона могу бити иста, али Вл не би требало да прелази Вх. К1 и К2 формирају обрнути тотемски стуб, који се користи да би се постигла изолација, а истовремено да се осигура да две драјверске цеви К3 и К4 неће бити укључене у исто време. Р2 и Р3 обезбеђују ПВМ референцу напона, а променом ове референце, можете учинити да коло добро ради, а напон капије није довољан да изазове темељну проводљивост, чиме се повећава потрошња енергије. Р2 и Р3 обезбеђују ПВМ референцу напона, променом ове референце, можете дозволити да коло ради у таласном облику ПВМ сигнала у релативно стрмом и равном положају. К3 и К4 се користе за обезбеђивање струје погона, због времена укључења, К3 и К4 у односу на Вх и ГНД су само минимални пад напона Вце, овај пад напона је обично само 0,3В или тако, много нижи од 0,7В Вце Р5 и Р6 су отпорници повратне спреге за узорковање напона капије, након узорковања напона, напон капије се користи као отпорник повратне спреге напону капије, а напон узорка се користи за напон капије. Р5 и Р6 су отпорници повратне спреге који се користе за узорковање напона гејта, који се затим пропушта кроз К5 да би се створила јака негативна повратна спрега на базама К1 и К2, чиме се напон капије ограничава на коначну вредност. Ова вредност се може подесити помоћу Р5 и Р6. Коначно, Р1 обезбеђује ограничење базне струје на К3 и К4, а Р4 обезбеђује ограничење струје капије за МОСФЕТ, што је ограничење Ице-а К3К4. Кондензатор за убрзање се може спојити паралелно изнад Р4 ако је потребно.                                         

Када дизајнирају преносне уређаје и бежичне производе, побољшање перформанси производа и продужење радног времена батерије су два проблема са којима се дизајнери морају суочити. ДЦ-ДЦ претварачи имају предности високе ефикасности, велике излазне струје и ниске струје мировања, који су веома погодни за напајање преносивих уређаја. уређаја.

ДЦ-ДЦ претварачи имају предности високе ефикасности, велике излазне струје и ниске струје мировања, који су веома погодни за напајање преносних уређаја. Тренутно, главни трендови у развоју технологије пројектовања ДЦ-ДЦ претварача укључују: високофреквентну технологију: са повећањем фреквенције пребацивања смањује се и величина склопног претварача, значајно је повећана густина снаге, а динамичка одзив је побољшан. Мала

Фреквенција пребацивања ДЦ-ДЦ претварача ће порасти на ниво мегахерца. Технологија ниског излазног напона: Са сталним развојем технологије производње полупроводника, микропроцесори и преносива електронска опрема радни напон је све нижи и нижи, што захтева да будући ДЦ-ДЦ претварач може да обезбеди низак излазни напон за прилагођавање микропроцесору и преносивој електронској опреми, што захтева будући ДЦ-ДЦ претварач може да обезбеди низак излазни напон за прилагођавање микропроцесору.

Довољно да обезбеди низак излазни напон за прилагођавање микропроцесорима и преносивој електронској опреми. Ови технолошки развоји постављају веће захтеве за пројектовање струјних кола чипова за напајање. Пре свега, са повећањем фреквенције пребацивања, перформансе комутационих компоненти су напредне

Високи су захтеви за перформансе склопног елемента, а мора имати и одговарајући склопни елемент погонског кола како би се осигурало да комутациони елемент у фреквенцији пребацивања до нивоа мегахерца нормалног рада. Друго, за преносиве електронске уређаје на батерије, радни напон кола је низак (у случају литијумских батерија, на пример).

Литијумске батерије, на пример, радни напон од 2,5 ~ 3,6В), тако да је чип за напајање за нижи напон.

МОСФЕТ има веома низак отпор, ниску потрошњу енергије, у тренутно популарном високоефикасном ДЦ-ДЦ чипу више МОСФЕТ као прекидач за напајање. Међутим, због великог паразитског капацитета МОСФЕТ-а. Ово поставља веће захтеве за пројектовање управљачких кола расклопних цеви за пројектовање ДЦ-ДЦ претварача високе радне фреквенције. Постоје разна ЦМОС, БиЦМОС логичка кола која користе боотстрап структуру појачања и кола драјвера као велика капацитивна оптерећења у нисконапонском УЛСИ дизајну. Ова кола су способна да раде исправно у условима напона мањег од 1В, а могу да раде под условима капацитета оптерећења 1 ~ 2пФ фреквенција може да достигне десетине мегабита или чак стотине мегахерца. У овом раду, боотстрап коло за појачавање се користи за дизајнирање погонске могућности великог капацитета оптерећења, погодног за погонско коло ДЦ-ДЦ претварача са ниским напоном и високом фреквенцијом пребацивања. Ниски напон и ПВМ за погон врхунских МОСФЕТ-ова. ПВМ сигнал мале амплитуде за покретање захтева високог напона на гејту МОСФЕТ-а.