वर्धित पॅकेज MOSFETs कसे कार्य करतात

एनकॅप्स्युलेटेड एमओएसएफईटी वापरून स्विचिंग पॉवर सप्लाय किंवा मोटर ड्राइव्ह सर्किट डिझाइन करताना, बहुतेक लोक एमओएसचा ऑन-रेझिस्टन्स, कमाल व्होल्टेज इ., कमाल करंट इत्यादींचा विचार करतात आणि असे बरेच लोक आहेत जे फक्त या घटकांचा विचार करतात. अशा सर्किट्स कार्य करू शकतात, परंतु ते उत्कृष्ट नाहीत आणि औपचारिक उत्पादन डिझाइन म्हणून त्यांना परवानगी नाही.

खालील MOSFET च्या मूलभूत गोष्टींचा थोडक्यात सारांश आहे आणिMOSFETड्रायव्हर सर्किट्स, ज्याचा मी अनेक स्त्रोतांचा संदर्भ घेतो, सर्व मूळ नाही. MOSFETs, वैशिष्ट्ये, ड्राइव्ह आणि ऍप्लिकेशन सर्किट्सचा परिचय समाविष्ट आहे. पॅकेजिंग MOSFET प्रकार आणि जंक्शन MOSFET एक FET (दुसरा JFET) आहे, वर्धित किंवा कमी होणे प्रकार, P-चॅनेल किंवा N-चॅनेल एकूण चार प्रकारांमध्ये तयार केले जाऊ शकते, परंतु केवळ वर्धित N-चॅनेल MOSFET आणि वर्धित P चे वास्तविक अनुप्रयोग. -चॅनेल MOSFET, त्यामुळे सामान्यतः NMOS किंवा PMOS या दोन प्रकारांना संदर्भित केले जाते.

डिप्लेशन प्रकार MOSFETs का वापरू नयेत, त्याच्या तळाशी जाण्याची शिफारस केलेली नाही. या दोन प्रकारच्या एन्हांसमेंट MOSFETs साठी, NMOS अधिक वापरला जातो कारण त्याची प्रतिकारशक्ती कमी आणि फॅब्रिकेशन सुलभ होते. त्यामुळे वीज पुरवठा आणि मोटर ड्राइव्ह ऍप्लिकेशन्स स्विच करणे, सामान्यतः NMOS वापरा. पुढील परिचय, पण अधिकNMOS- आधारित.

MOSFETs मध्ये तीन पिनमध्ये परजीवी कॅपेसिटन्स असते, ज्याची गरज नसते, परंतु उत्पादन प्रक्रियेच्या मर्यादांमुळे. डिझाईन किंवा ड्राइव्ह सर्किट निवड मध्ये परजीवी capacitance अस्तित्व काही समस्या असू शकते, पण टाळण्याचा कोणताही मार्ग नाही, आणि नंतर तपशील वर्णन. जसे आपण MOSFET योजनाबद्ध वर पाहू शकता, ड्रेन आणि स्त्रोत दरम्यान एक परजीवी डायोड आहे.

याला बॉडी डायोड म्हणतात आणि मोटर्स सारख्या प्रेरक भार चालविण्यामध्ये ते महत्वाचे आहे. तसे, बॉडी डायोड केवळ वैयक्तिकरित्या उपस्थित आहेMOSFETsआणि सामान्यत: एकात्मिक सर्किट चिपमध्ये नसते. MOSFET ON CharacteristicsOn म्हणजे स्विच म्हणून काम करणे, जे स्विच बंद करण्यासारखे आहे.

NMOS वैशिष्ट्ये, विशिष्ट मूल्यापेक्षा जास्त Vgs आचरण करेल, जेव्हा स्त्रोत ग्राउंड केलेला असेल (लो-एंड ड्राइव्ह) 4V किंवा 10V च्या गेट व्होल्टेजपर्यंत वापरण्यासाठी योग्य असेल. PMOS वैशिष्ट्ये, विशिष्ट मूल्यापेक्षा कमी Vgs चालेल, जेव्हा स्रोत VCC (हाय-एंड ड्राइव्ह) शी कनेक्ट केलेला असेल तेव्हा वापरण्यासाठी योग्य. तथापि, जरी पीएमओएस हा हाय एंड ड्रायव्हर म्हणून सहज वापरता येत असला तरी, एनएमओएस सामान्यतः हाय एंड ड्रायव्हर्समध्ये मोठ्या प्रमाणात ऑन-रेझिस्टन्स, उच्च किंमत आणि काही बदली प्रकारांमुळे वापरला जातो.

पॅकेजिंग MOSFET स्विचिंग ट्यूब लॉस, मग ते NMOS असो किंवा PMOS असो, वहन झाल्यानंतर ऑन-रेझिस्टन्स अस्तित्वात असतो, ज्यामुळे विद्युत् प्रवाह या प्रतिकारामध्ये ऊर्जा वापरेल, वापरल्या जाणाऱ्या ऊर्जेच्या या भागाला कंडक्शन लॉस म्हणतात. लहान ऑन-रेझिस्टन्ससह MOSFET निवडल्याने वहन तोटा कमी होईल. आजकाल, स्मॉल पॉवर MOSFET चा ऑन-रेझिस्टन्स साधारणतः दहा मिलीहॅमच्या आसपास असतो आणि काही मिलिओम्स देखील उपलब्ध असतात. MOS जेव्हा ते चालते आणि कापते तेव्हा ते एका झटक्यात पूर्ण होऊ नये. MOS च्या दोन्ही बाजूंना व्होल्टेज असते. कमी होण्याची प्रक्रिया, आणि त्यातून वाहणाऱ्या विद्युतप्रवाहात वाढ होण्याची प्रक्रिया असते. या काळात, MOSFET चे नुकसान व्होल्टेज आणि करंटचे उत्पादन असते, ज्याला स्विचिंग लॉस म्हणतात. सामान्यतः स्विचिंग लॉस हे कंडक्शन लॉस पेक्षा खूप मोठे असते आणि स्विचिंग फ्रिक्वेंसी जितकी जास्त असेल तितके मोठे नुकसान. वहनाच्या क्षणी व्होल्टेज आणि विद्युत् प्रवाहाचे उत्पादन खूप मोठे आहे, परिणामी मोठ्या प्रमाणात नुकसान होते.

स्विचिंगची वेळ कमी केल्याने प्रत्येक वहनातील तोटा कमी होतो; स्विचिंग वारंवारता कमी केल्याने प्रति युनिट वेळेत स्विचची संख्या कमी होते. या दोन्ही पद्धतींमुळे स्विचिंगचे नुकसान कमी होऊ शकते. वहनाच्या क्षणी व्होल्टेज आणि विद्युत् प्रवाहाचे उत्पादन मोठे आहे आणि परिणामी नुकसान देखील मोठे आहे. स्विचिंगची वेळ कमी केल्याने प्रत्येक वहनातील तोटा कमी होऊ शकतो; स्विचिंग वारंवारता कमी केल्याने प्रति युनिट वेळेत स्विचची संख्या कमी होऊ शकते. या दोन्ही पद्धतींमुळे स्विचिंगचे नुकसान कमी होऊ शकते. ड्रायव्हिंग द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरच्या तुलनेत, सामान्यतः असे मानले जाते की पॅकेज केलेले MOSFET चालू करण्यासाठी कोणत्याही करंटची आवश्यकता नाही, जोपर्यंत GS व्होल्टेज एका विशिष्ट मूल्यापेक्षा जास्त आहे. हे करणे सोपे आहे, तथापि, आम्हाला वेग देखील आवश्यक आहे. एनकॅप्स्युलेटेड MOSFET ची रचना GS, GD मधील परजीवी कॅपॅसिटन्सच्या उपस्थितीत पाहिली जाऊ शकते आणि MOSFET चे ड्रायव्हिंग, खरं तर, कॅपेसिटन्सचे चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग आहे. कॅपेसिटर चार्ज करण्यासाठी करंट आवश्यक आहे, कारण कॅपेसिटर त्वरित चार्ज करणे शॉर्ट सर्किट म्हणून पाहिले जाऊ शकते, त्यामुळे त्वरित प्रवाह मोठा असेल. MOSFET ड्रायव्हर निवडताना/डिझाइन करताना लक्षात घेण्याची पहिली गोष्ट म्हणजे तात्काळ शॉर्ट-सर्किट करंटचा आकार जो प्रदान केला जाऊ शकतो.

दुसरी गोष्ट लक्षात घेण्यासारखी आहे की, सामान्यत: हाय-एंड ड्राइव्ह NMOS मध्ये वापरली जाते, ऑन-टाइम गेट व्होल्टेज स्त्रोत व्होल्टेजपेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे. हाय-एंड ड्राइव्ह MOSFET कंडक्शन सोर्स व्होल्टेज आणि ड्रेन व्होल्टेज (VCC) समान आहे, त्यामुळे VCC 4 V किंवा 10 V पेक्षा गेट व्होल्टेज. जर त्याच सिस्टीममध्ये, VCC पेक्षा मोठा व्होल्टेज मिळविण्यासाठी, आम्हाला विशेष कौशल्य प्राप्त करावे लागेल बूस्टिंग सर्किट्स. बऱ्याच मोटर ड्रायव्हर्समध्ये चार्ज पंप एकात्मिक असतात, हे लक्षात घेणे महत्वाचे आहे की MOSFET चालविण्यासाठी पुरेसा शॉर्ट-सर्किट करंट मिळविण्यासाठी आपण योग्य बाह्य क्षमता निवडली पाहिजे. 4V किंवा 10V सामान्यतः MOSFET च्या ऑन-स्टेट व्होल्टेजमध्ये वापरला जातो, अर्थातच, डिझाइनमध्ये विशिष्ट मार्जिन असणे आवश्यक आहे. व्होल्टेज जितका जास्त असेल तितका वेग ऑन-स्टेट आणि कमी ऑन-स्टेट रेझिस्टन्स. आजकाल, वेगवेगळ्या फील्डमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या लहान ऑन-स्टेट व्होल्टेजसह MOSFET आहेत, परंतु 12V ऑटोमोटिव्ह इलेक्ट्रॉनिक सिस्टममध्ये, सामान्यतः 4V ऑन-स्टेट पुरेसे आहे. MOSFET ड्राइव्ह सर्किट आणि त्याचे नुकसान.