რა როლი აქვს მცირე ძაბვის MOSFET-ებს?

არსებობს მრავალი სახეობაMOSFET-ები, ძირითადად იყოფა შეერთების MOSFET და იზოლირებული კარიბჭე MOSFETs ორ კატეგორიად, და ყველა აქვს N-არხის და P-არხის წერტილები.

 

Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect ტრანზისტორი, რომელსაც მოიხსენიებენ, როგორც MOSFET, იყოფა ამოწურვის ტიპის MOSFET და გაუმჯობესების ტიპად MOSFET.

 

MOSFET-ები ასევე იყოფა ერთ კარიბჭე და ორკარიანი მილები. ორმაგი კარიბჭე MOSFET-ს აქვს ორი დამოუკიდებელი კარიბჭე G1 და G2, სერიით დაკავშირებული ორი ერთკარითიანი MOSFET-ის ეკვივალენტის კონსტრუქციიდან და მისი გამომავალი დენი იცვლება ორი კარიბჭის ძაბვის კონტროლით. ორკარიანი MOSFET-ების ეს მახასიათებელი დიდ კომფორტს მოაქვს, როდესაც გამოიყენება მაღალი სიხშირის გამაძლიერებლებად, გაძლიერების კონტროლის გამაძლიერებლებად, მიქსერებად და დემოდულატორებით.

 

1, MOSFETტიპი და სტრუქტურა

MOSFET არის ერთგვარი FET (სხვა სახეობა არის JFET), შეიძლება დამზადდეს გაძლიერებულ ან ამოწურულ ტიპად, P-არხად ან N-არხად სულ ოთხი ტიპის, მაგრამ თეორიული გამოყენება მხოლოდ გაძლიერებული N-არხის MOSFET-ისა და გაძლიერებული P-ის. არხი MOSFET, რომელსაც ჩვეულებრივ მოიხსენიებენ როგორც NMOS, ან PMOS ეხება ამ ორ სახეობას. რაც შეეხება იმას, თუ რატომ არ გამოიყენოთ დაშლის ტიპის MOSFET-ები, არ გირჩევთ ძირეული მიზეზის ძიებას. რაც შეეხება ორ გაძლიერებულ MOSFET-ს, უფრო ხშირად გამოიყენება NMOS, მიზეზი არის ის, რომ ჩართვის წინააღმდეგობა მცირეა და ადვილია წარმოება. ასე რომ, ელექტრომომარაგების და ძრავის დისკის აპლიკაციების გადართვა, ძირითადად, გამოიყენეთ NMOS. შემდეგი ციტატა, არამედ უფრო მეტად NMOS-ზე დაფუძნებული. MOSFET-ის პარაზიტული ტევადობის სამი პინი არსებობს სამ პინს შორის, რაც არ არის ჩვენი საჭიროება, არამედ წარმოების პროცესის შეზღუდვის გამო. პარაზიტული ტევადობის არსებობა დისკის მიკროსქემის დიზაინში ან შერჩევაში გარკვეული დროის დაზოგვის მიზნით, მაგრამ თავიდან აცილების გზა არ არსებობს და შემდეგ დეტალური შესავალი. MOSFET-ის სქემატურ დიაგრამაში ჩანს დრენაჟი და წყარო პარაზიტულ დიოდს შორის. ამას ეწოდება სხეულის დიოდი, რაციონალური დატვირთვების მართვისას ეს დიოდი ძალიან მნიშვნელოვანია. სხვათა შორის, სხეულის დიოდი არსებობს მხოლოდ ერთ MOSFET-ში, როგორც წესი, არა ინტეგრირებული მიკროსქემის ჩიპში.

 

2, MOSFET გამტარობის მახასიათებლები

გამტარობის მნიშვნელობა არის როგორც გადამრთველი, ექვივალენტური გადამრთველის დახურვის. 4V ან 10V.PMOS მახასიათებლებზე, Vgs გარკვეულ მნიშვნელობაზე ნაკლები იქნება, გამოსაყენებლად შესაფერისია იმ შემთხვევაში, როდესაც წყარო დაკავშირებულია VCC-თან (მაღალი დონის დისკზე).

თუმცა, რა თქმა უნდა, PMOS შეიძლება იყოს ძალიან მარტივი გამოსაყენებელი, როგორც მაღალი კლასის დრაივერი, მაგრამ წინააღმდეგობის, ძვირი, ნაკლები ტიპის გაცვლის და სხვა მიზეზების გამო, მაღალი კლასის დრაივერში, ჩვეულებრივ, მაინც გამოიყენება NMOS.

 

3, MOSFETგადართვის დაკარგვა

იქნება ეს NMOS თუ PMOS, მას შემდეგ, რაც ჩართული წინააღმდეგობა არსებობს, ისე, რომ დენი მოიხმარს ენერგიას ამ წინააღმდეგობაში, მოხმარებული ენერგიის ამ ნაწილს ეწოდება წინააღმდეგობის დაკარგვა. MOSFET-ის არჩევა მცირე ჩართვის წინააღმდეგობით შეამცირებს წინააღმდეგობის დანაკარგს. ჩვეულებრივი დაბალი სიმძლავრის MOSFET-ის წინააღმდეგობა, როგორც წესი, არის ათეულობით მილიოჰმში, იქ რამდენიმე მილიომში. MOS დროულად და გამორთვაში, არ უნდა იყოს MOS-ზე ძაბვის მყისიერი დასრულებისას, ხდება ვარდნის პროცესი, დენი გადის აწევის პროცესში, ამ დროს MOSFET-ის დაკარგვაა. ძაბვისა და დენის ნამრავლს ეწოდება გადართვის დანაკარგი. ჩვეულებრივ გადართვის დანაკარგი გაცილებით დიდია, ვიდრე გამტარობის დაკარგვა და რაც უფრო სწრაფია გადართვის სიხშირე, მით უფრო დიდია დანაკარგი. ძაბვისა და დენის დიდი პროდუქტი გამტარობის მომენტში წარმოადგენს დიდ დანაკარგს. გადართვის დროის შემცირება ამცირებს დანაკარგს თითოეულ გამტარობაზე; გადართვის სიხშირის შემცირება ამცირებს გადამრთველების რაოდენობას დროის ერთეულზე. ორივე მიდგომას შეუძლია შეამციროს გადართვის დანაკარგი.

 
4, MOSFET დისკი

ბიპოლარულ ტრანზისტორებთან შედარებით, ჩვეულებრივ ვარაუდობენ, რომ MOSFET-ის გასატარებლად დენი არ არის საჭირო, მხოლოდ GS ძაბვა აჭარბებს გარკვეულ მნიშვნელობას. ამის გაკეთება ადვილია, თუმცა, სიჩქარეც გვჭირდება. MOSFET-ის სტრუქტურაში ხედავთ, რომ არის პარაზიტული ტევადობა GS-ს, GD-ს შორის და MOSFET-ის მართვა, თეორიულად, არის ტევადობის დამუხტვა და განმუხტვა. კონდენსატორის დამუხტვა მოითხოვს დენს და ვინაიდან კონდენსატორის მყისიერად დამუხტვა შეიძლება განიხილებოდეს როგორც მოკლე ჩართვა, მყისიერი დენი მაღალი იქნება. MOSFET დისკის შერჩევა/დიზაინი, პირველ რიგში, რასაც ყურადღება უნდა მიაქციოთ, არის მყისიერი მოკლე ჩართვის დენის მოწოდება. მეორე, რასაც ყურადღება უნდა მიაქციოთ არის ის, რომ, როგორც წესი, გამოიყენება მაღალი დონის დისკის NMOS-ში, მოთხოვნის შემთხვევაში, კარიბჭის ძაბვა უფრო მეტია, ვიდრე წყაროს ძაბვა. მაღალი დონის წამყვანი MOS მილის გამტარობის წყაროს ძაბვა და გადინების ძაბვა (VCC) იგივეა, ამიტომ კარიბჭის ძაბვა ვიდრე VCC 4V ან 10V. ვივარაუდოთ, რომ იმავე სისტემაში, VCC-ზე დიდი ძაბვის მისაღებად, გვჭირდება სპეციალური გამაძლიერებელი წრე. ბევრი ძრავის დრაივერი არის ინტეგრირებული დამუხტვის ტუმბო, ყურადღება უნდა მიაქციოთ უნდა აირჩიოთ შესაბამისი გარე კონდენსატორი, რათა მიიღოთ საკმარისი მოკლე ჩართვის დენი MOSFET-ის მართვისთვის. 4 ვ ან 10 ვ ზემოხსენებული ჩვეულებრივ გამოიყენება MOSFET ძაბვის, დიზაინი, რა თქმა უნდა, უნდა ჰქონდეს გარკვეული ზღვარი. რაც უფრო მაღალია ძაბვა, მით უფრო მაღალია ჩართვის სიჩქარე და მით უფრო დაბალია ჩართვის წინააღმდეგობა. ჩვეულებრივ, არსებობს ასევე უფრო მცირე შტატში ძაბვის MOSFET-ები, რომლებიც გამოიყენება სხვადასხვა კატეგორიებში, მაგრამ 12 ვ საავტომობილო ელექტრონიკის სისტემებში საკმარისია ჩვეულებრივი 4 ვ ჩართვა.

 

 

MOSFET-ის ძირითადი პარამეტრები შემდეგია:

 

1. კარიბჭის წყაროს ავარიული ძაბვა BVGS - კარიბჭის წყაროს ძაბვის გაზრდის პროცესში, ისე, რომ კარიბჭის მიმდინარე IG ნულიდან დაიწყოს VGS-ის მკვეთრი ზრდა, რომელიც ცნობილია როგორც კარიბჭის წყაროს ავარიული ძაბვა BVGS.

 

2. ჩართვის ძაბვა VT - ჩართვის ძაბვა (ასევე ცნობილია, როგორც ზღვრული ძაბვა): გააკეთეთ წყარო S და გადინება D გამტარ არხის დასაწყისს შორის, წარმოადგენს კარიბჭის საჭირო ძაბვას; - სტანდარტიზებული N-არხის MOSFET, VT არის დაახლოებით 3 ~ 6V; - გაუმჯობესების პროცესის შემდეგ, შეუძლია MOSFET VT-ის მნიშვნელობის შემცირება 2 ~ 3 ვ-მდე.

 

3. დრენაჟის ავარიული ძაბვა BVDS - VGS = 0 (გაძლიერებული) პირობებში, დრენაჟის ძაბვის გაზრდის პროცესში ისე, რომ ID იწყებს მკვეთრად გაზრდას, როდესაც VDS-ს ეძახიან გადინების ავარიული ძაბვა BVDS - ID მკვეთრად გაიზარდა იმის გამო. შემდეგი ორი ასპექტი:

 

(1) გადინების ელექტროდის მახლობლად დამღუპველი ფენის ზვავის რღვევა

 

(2) დრენაჟის წყაროს პოლუსთაშორისი შეღწევადობის ავარია - მცირე ძაბვის MOSFET, მისი არხის სიგრძე მოკლეა, დროდადრო VDS-ის გაზრდისას გამომწურავი ფენის გადინების რეგიონი დროდადრო გაფართოვდება წყაროს რეგიონში. ისე, რომ არხის სიგრძე ნულის ტოლია, ანუ დრენაჟის წყაროს შეღწევას, შეღწევას, მატარებლების უმრავლესობის წყაროს, წყაროს რეგიონს შორის, სწორი იქნება, რათა გაუძლოს ელექტრული ველის შთანთქმის დამღუპველ ფენას, ჩამოსვლას გაჟონვის რეგიონში, რის შედეგადაც დიდი პირადობის მოწმობა.

 

4. DC შეყვანის წინააღმდეგობა RGS-ე.ი. დამატებული ძაბვის თანაფარდობა კარიბჭის წყაროსა და კარიბჭის დენს შორის, ეს მახასიათებელი ზოგჯერ გამოიხატება კარიბჭის დენით, რომელიც მიედინება კარიბჭეში MOSFET-ის RGS ადვილად შეიძლება აღემატებოდეს 1010Ω-ს. 5.

 

5. დაბალი სიხშირის გამტარობის gm VDS-ში პირობების ფიქსირებული მნიშვნელობისთვის, დრენაჟის დენის მიკროვარიანტობა და კარიბჭის წყაროს ძაბვის მიკროვარიანტობა, რომელიც გამოწვეულია ამ ცვლილებით, ეწოდება ტრანსგამტარობა gm, რომელიც ასახავს კარიბჭის წყაროს ძაბვის კონტროლს სანიაღვრე დენი არის იმის ჩვენება, რომ MOSFET-ის გაძლიერება მნიშვნელოვანი პარამეტრია, ზოგადად რამდენიმედან რამდენიმე mA/V დიაპაზონში. MOSFET ადვილად შეიძლება აღემატებოდეს 1010Ω-ს.