Ne esistono molte varietàMOSFET, principalmente suddivisi in MOSFET a giunzione e MOSFET a gate isolato, due categorie, e tutti hanno punti a canale N e a canale P.
Il transistor a effetto di campo a semiconduttore a ossido di metallo, denominato MOSFET, è suddiviso in MOSFET di tipo a svuotamento e MOSFET di tipo a potenziamento.
I MOSFET sono inoltre suddivisi in tubi a porta singola e a doppia porta. Il MOSFET a doppio gate ha due gate indipendenti G1 e G2, dalla costruzione dell'equivalente di due MOSFET a gate singolo collegati in serie, e la sua corrente di uscita cambia in base al controllo della tensione dei due gate. Questa caratteristica dei MOSFET a doppia porta offre grande comodità se utilizzati come amplificatori ad alta frequenza, amplificatori di controllo del guadagno, mixer e demodulatori.
1, MOSFETtipologia e struttura
MOSFET è un tipo di FET (un altro tipo è JFET), può essere prodotto in tipo potenziato o di esaurimento, a canale P o a canale N per un totale di quattro tipi, ma l'applicazione teorica solo del MOSFET a canale N potenziato e del P-potenziato MOSFET a canale, solitamente indicato come NMOS, o PMOS si riferisce a questi due tipi. Per quanto riguarda il motivo per cui non utilizzare MOSFET di tipo a esaurimento, sconsigliamo la ricerca della causa principale. Per quanto riguarda i due MOSFET potenziati, quello più comunemente utilizzato è NMOS, il motivo è che la resistenza on è piccola e facile da produrre. Pertanto, le applicazioni di alimentazione a commutazione e di azionamento del motore utilizzano generalmente NMOS. la citazione seguente, ma anche più basata su NMOS. tra i tre pin esistono tre pin della capacità parassita del MOSFET, il che non è una nostra esigenza, ma a causa delle limitazioni del processo di produzione. L'esistenza di capacità parassite nella progettazione o nella selezione del circuito di azionamento consente di risparmiare tempo, ma non c'è modo di evitarlo, quindi un'introduzione dettagliata. Nel diagramma schematico del MOSFET si possono vedere il drain e il source tra un diodo parassita. Questo è chiamato diodo body, nel pilotare carichi razionali, questo diodo è molto importante. A proposito, il diodo body esiste solo in un singolo MOSFET, di solito non all'interno del chip del circuito integrato.
2, caratteristiche di conduzione del MOSFET
Il significato di conduzione è come un interruttore, equivalente a una chiusura dell'interruttore. Caratteristiche NMOS, Vgs superiore a un certo valore condurrà, adatto per l'uso nel caso in cui la sorgente è messa a terra (azionamento di fascia bassa), arriva solo la tensione di gate con caratteristiche 4V o 10V.PMOS, condurrà Vgs inferiore a un certo valore, adatto per l'uso nel caso in cui la sorgente sia collegata al VCC (azionamento di fascia alta).
Tuttavia, ovviamente, PMOS può essere molto facile da usare come driver di fascia alta, ma a causa della resistenza, del costo, del minor numero di tipi di scambi e di altri motivi, nei driver di fascia alta, di solito si usa ancora NMOS.
3, MOSFETperdita di commutazione
Che si tratti di NMOS o PMOS, dopo che esiste la resistenza on, in modo che la corrente consumerà energia in questa resistenza, questa parte dell'energia consumata è chiamata perdita di resistenza on. La selezione di un MOSFET con una piccola resistenza di conduzione ridurrà la perdita di resistenza di conduzione. La solita resistenza ON del MOSFET a bassa potenza è solitamente dell'ordine delle decine di milliohm, qualche milliohm lì. Il MOS in fase di attivazione e interruzione non deve avvenire nel completamento istantaneo della tensione ai capi del MOS, c'è un processo di caduta, la corrente che scorre attraverso un processo di aumento, durante questo periodo, la perdita del MOSFET è il prodotto della tensione e della corrente è chiamato perdita di commutazione. Di solito la perdita di commutazione è molto maggiore della perdita di conduzione e quanto più veloce è la frequenza di commutazione, tanto maggiore è la perdita. Un grande prodotto di tensione e corrente nell'istante di conduzione costituisce una grande perdita. Accorciando il tempo di commutazione si riducono le perdite ad ogni conduzione; riducendo la frequenza di commutazione si riduce il numero di commutazioni per unità di tempo. Entrambi gli approcci possono ridurre la perdita di commutazione.
4, unità MOSFET
Rispetto ai transistor bipolari, si presume comunemente che non sia necessaria alcuna corrente per far condurre il MOSFET, ma solo che la tensione GS sia superiore a un certo valore. Questo è facile da fare, tuttavia, abbiamo anche bisogno di velocità. Nella struttura del MOSFET puoi vedere che c'è una capacità parassita tra GS, GD e il pilotaggio del MOSFET è, in teoria, la carica e la scarica della capacità. La carica del condensatore richiede corrente e poiché la carica istantanea del condensatore può essere vista come un cortocircuito, la corrente istantanea sarà elevata. Selezione/progettazione del convertitore MOSFET, la prima cosa a cui prestare attenzione è l'entità della corrente di cortocircuito istantanea che può essere fornita. La seconda cosa a cui prestare attenzione è che, generalmente utilizzati nei drive NMOS di fascia alta, su richiesta la tensione di gate è maggiore della tensione di source. La tensione della sorgente di conduzione del tubo MOS di fascia alta e la tensione di drain (VCC) sono le stesse, quindi la tensione di gate rispetto a VCC 4 V o 10 V. presupponendo che nello stesso sistema, per ottenere una tensione maggiore della VCC, sia necessario un apposito circuito di boost. Molti driver del motore sono dotati di pompa di carica integrata, prestare attenzione è necessario scegliere il condensatore esterno appropriato, in modo da ottenere una corrente di cortocircuito sufficiente per pilotare il MOSFET. 4 V o 10 V sopra indicati sono MOSFET comunemente usati in tensione, il design ovviamente richiede un certo margine. Maggiore è la tensione, maggiore è la velocità nello stato attivo e minore è la resistenza nello stato attivo. Di solito ci sono anche MOSFET di tensione on-state più piccoli utilizzati in diverse categorie, ma nei sistemi elettronici automobilistici a 12 V, i normali MOSFET on-state da 4 V sono sufficienti.
I parametri principali del MOSFET sono i seguenti:
1. tensione di rottura gate source BVGS - nel processo di aumento della tensione di gate source, in modo che la corrente di gate IG da zero inizi un forte aumento in VGS, noto come tensione di rottura gate source BVGS.
2. tensione di accensione VT - tensione di accensione (nota anche come tensione di soglia): creare la sorgente S e il drain D tra l'inizio del canale conduttivo costituisce la tensione di gate richiesta; - MOSFET a canale N standardizzato, VT è di circa 3 ~ 6 V; - dopo il processo di miglioramento, è possibile ridurre il valore del MOSFET VT fino a 2 ~ 3 V.
3. Tensione di scarica BVDS - nella condizione di VGS = 0 (rinforzata), nel processo di aumento della tensione di scarica in modo che l'ID inizi ad aumentare drasticamente quando il VDS viene chiamato tensione di scarica BVDS - ID drammaticamente aumentato a causa di i seguenti due aspetti:
(1) rottura a valanga dello strato di esaurimento vicino all'elettrodo di scarico
(2) rottura della penetrazione interpolare drain-source - alcuni MOSFET di piccola tensione, la sua lunghezza del canale è breve, di tanto in tanto per aumentare il VDS farà sì che la regione di drain dello strato di esaurimento di tanto in tanto si espanda nella regione di source , in modo che la lunghezza del canale pari a zero, cioè tra la penetrazione drain-source, la penetrazione, la regione source della maggior parte dei portatori, la regione source, sarà diritta per resistere allo strato di esaurimento dell'assorbimento del campo elettrico, per arrivare alla regione di perdita, risultando in un ID di grandi dimensioni.
4. Resistenza di ingresso CC RGS, ovvero il rapporto tra la tensione aggiunta tra la sorgente di gate e la corrente di gate, questa caratteristica è talvolta espressa in termini di corrente di gate che scorre attraverso l'RGS del MOSFET di gate che può facilmente superare 1010 Ω. 5.
5. transconduttanza gm a bassa frequenza nel VDS per un valore fisso delle condizioni, la microvarianza della corrente di drain e la microvarianza della tensione source di gate causata da questo cambiamento è chiamata transconduttanza gm, che riflette il controllo della tensione source di gate sul la corrente di drain serve a dimostrare che l'amplificazione del MOSFET di un parametro importante, generalmente nell'intervallo da pochi a pochi mA / V. Il MOSFET può facilmente superare i 1010 Ω.
Orario di pubblicazione: 14 maggio 2024
