დიდი პაკეტის MOSFET დრაივერის წრე

უპირველეს ყოვლისა, MOSFET-ის ტიპი და სტრუქტურა, MOSFET არის FET (სხვა არის JFET), შეიძლება დამზადდეს გაძლიერებულ ან დაქვეითებულ ტიპად, P-არხად ან N-არხად სულ ოთხი ტიპის, მაგრამ რეალურად გამოიყენება მხოლოდ გაძლიერებული N. -არხის MOSFET-ები და გაძლიერებული P-არხის MOSFET-ები, რომლებიც ჩვეულებრივ მოიხსენიება როგორც NMOSFET, ან PMOSFET ეხება ასე ჩვეულებრივ ნახსენებს. NMOSFET, ან PMOSFET ეხება ამ ორ სახეობას. ამ ორი ტიპის გაძლიერებული MOSFET-ისთვის, NMOSFET-ები უფრო ხშირად გამოიყენება მათი დაბალი წინააღმდეგობისა და დამზადების სიმარტივის გამო. ამიტომ, NMOSFET-ები ზოგადად გამოიყენება ელექტრომომარაგების და ძრავის ძრავის გადართვის აპლიკაციებში, ხოლო შემდეგი შესავალი ასევე ფოკუსირებულია NMOSFET-ებზე. პარაზიტული ტევადობა არსებობს სამ პინს შორისMOSFET, რაც არ არის საჭირო, არამედ წარმოების პროცესის შეზღუდვის გამო. პარაზიტული ტევადობის არსებობა გარკვეულ რთულს ხდის დრაივერის წრედის დაპროექტებას ან არჩევას. დრენაჟსა და წყაროს შორის არის პარაზიტული დიოდი. ამას ეწოდება სხეულის დიოდი და მნიშვნელოვანია ინდუქციური დატვირთვების მართვისთვის, როგორიცაა ძრავები. სხვათა შორის, სხეულის დიოდი მხოლოდ ცალკეულ MOSFET-ებშია წარმოდგენილი და ჩვეულებრივ არ არის IC ჩიპში.

ახლა კიMOSFETმართოთ დაბალი ძაბვის აპლიკაციები, როდესაც გამოიყენება 5V ელექტრომომარაგება, ამჯერად თუ იყენებთ ტრადიციულ ტოტემ ბოძს სტრუქტურას, ტრანზისტორის გამო იქნება დაახლოებით 0.7V ძაბვის ვარდნა, რის შედეგადაც ფაქტობრივი საბოლოო ემატება კარიბჭეს მხოლოდ ძაბვის. 4.3 V. ამ დროს ვირჩევთ MOSFET-ის ნომინალურ კარიბჭის ძაბვას 4.5V გარკვეული რისკების არსებობაზე. იგივე პრობლემა ჩნდება 3 ვ ან სხვა დაბალი ძაბვის ელექტრომომარაგების დროს. ორმაგი ძაბვა გამოიყენება ზოგიერთ საკონტროლო წრეში, სადაც ლოგიკური განყოფილება იყენებს ტიპიურ 5V ან 3.3V ციფრულ ძაბვას და დენის განყოფილება იყენებს 12V ან უფრო მაღალს. ორი ძაბვა დაკავშირებულია საერთო ნიადაგის გამოყენებით. ეს აყენებს მოთხოვნას გამოიყენოს წრე, რომელიც საშუალებას აძლევს დაბალი ძაბვის მხარეს ეფექტურად აკონტროლოს MOSFET მაღალი ძაბვის მხარეს, ხოლო MOSFET მაღალი ძაბვის მხარეს ექნება იგივე პრობლემები, რომლებიც აღნიშნულია 1 და 2-ში.

სამივე შემთხვევაში, ტოტემური პოლუსის სტრუქტურა ვერ აკმაყოფილებს გამომავალი მოთხოვნებს და ბევრი გამოშვებული MOSFET-ის დრაივერი IC არ შეიცავს კარიბჭის ძაბვის შეზღუდვის სტრუქტურას. შეყვანის ძაბვა არ არის ფიქსირებული მნიშვნელობა, ის იცვლება დროის ან სხვა ფაქტორების მიხედვით. ეს ცვალებადობა იწვევს PWM მიკროსქემის მიერ MOSFET-ისთვის მიწოდებული წამყვანი ძაბვის არასტაბილურობას. იმისათვის, რომ MOSFET იყოს დაცული მაღალი კარიბჭის ძაბვისგან, ბევრ MOSFET-ს აქვს ჩაშენებული ძაბვის რეგულატორები, რათა იძულებით შეზღუდონ კარიბჭის ძაბვის ამპლიტუდა. ამ შემთხვევაში, როდესაც წამყვანი ძაბვა უზრუნველყოფს ძაბვის რეგულატორზე მეტს, ეს გამოიწვევს ამავე დროს სტატიკური ენერგიის დიდ მოხმარებას, თუ უბრალოდ გამოიყენებთ რეზისტორის ძაბვის გამყოფის პრინციპს კარიბჭის ძაბვის შესამცირებლად, იქნება შედარებით მაღალი შეყვანის ძაბვა, აMOSFETკარგად მუშაობს, ხოლო შეყვანის ძაბვა მცირდება, როდესაც კარიბჭის ძაბვა არასაკმარისია სრული გამტარობის გამოწვევისთვის, რითაც იზრდება ენერგიის მოხმარება.

შედარებით გავრცელებული წრე აქ მხოლოდ NMOSFET-ის დრაივერის მიკროსქემისთვის მარტივი ანალიზისთვის: Vl და Vh არის დაბალი და მაღალი დონის ელექტრომომარაგება, ორი ძაბვა შეიძლება იყოს იგივე, მაგრამ Vl არ უნდა აღემატებოდეს Vh-ს. Q1 და Q2 ქმნიან ინვერსიულ ტოტემ ბოძს, რომელიც გამოიყენება იზოლაციის გასაცნობად და ამავე დროს იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ორი წამყვანი მილი Q3 და Q4 არ იქნება ერთსა და იმავე დროს გამტარობა. R2 და R3 უზრუნველყოფენ PWM ძაბვას R2 და R3 უზრუნველყოფს PWM ძაბვის მითითებას, ამ მითითების შეცვლით, თქვენ შეგიძლიათ დაუშვათ მიკროსქემის მუშაობა PWM სიგნალის ტალღის ფორმაში შედარებით ციცაბო და სწორი პოზიცია. Q3 და Q4 გამოიყენება დისკის დენის უზრუნველსაყოფად, დროში ჩართვის გამო, Q3 და Q4 შედარებით Vh და GND არის მხოლოდ მინიმალური Vce ძაბვის ვარდნა, ეს ძაბვის ვარდნა ჩვეულებრივ მხოლოდ 0.3V ან ასეა, გაცილებით დაბალია. ვიდრე 0.7V Vce R5 და R6 არის უკუკავშირის რეზისტორები, რომლებიც გამოიყენება კარიბჭისთვის R5 და R6 არის უკუკავშირის რეზისტორები, რომლებიც გამოიყენება კარიბჭის ძაბვის სინჯისთვის, რომელიც არის შემდეგ გაიარა Q5-ზე, რათა შეიქმნას ძლიერი უარყოფითი გამოხმაურება Q1 და Q2-ის საფუძვლებზე, რითაც ზღუდავს კარიბჭის ძაბვას სასრულ მნიშვნელობამდე. ეს მნიშვნელობა შეიძლება დარეგულირდეს R5 და R6-ით. დაბოლოს, R1 უზრუნველყოფს ბაზის დენის შეზღუდვას Q3 და Q4-მდე, ხოლო R4 უზრუნველყოფს კარიბჭის დენის შეზღუდვას MOSFET-ებზე, რაც არის Q3Q4-ის ყინულის შეზღუდვა. აუცილებლობის შემთხვევაში შესაძლებელია აჩქარების კონდენსატორის დაკავშირება R4-ის ზემოთ პარალელურად.