लहान व्होल्टेज MOSFETs ची भूमिका काय आहे?

च्या अनेक प्रकार आहेतMOSFETs, मुख्यतः जंक्शन MOSFETs आणि पृथक् गेट MOSFETs दोन श्रेणींमध्ये विभागले गेले आहेत आणि सर्वांमध्ये N-चॅनेल आणि P-चॅनेल पॉइंट आहेत.

 

मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर, ज्याला MOSFET म्हणून संबोधले जाते, ते डिप्लेशन प्रकार MOSFET आणि एन्हांसमेंट प्रकार MOSFET मध्ये विभागलेले आहे.

 

MOSFETs देखील सिंगल-गेट आणि ड्युअल-गेट ट्यूबमध्ये विभागलेले आहेत. ड्युअल-गेट MOSFET मध्ये दोन स्वतंत्र गेट G1 आणि G2 आहेत, सिरीजमध्ये जोडलेल्या दोन सिंगल-गेट MOSFET च्या समतुल्य बांधकामापासून आणि दोन गेट व्होल्टेज नियंत्रणाद्वारे त्याचे आउटपुट चालू बदल. ड्युअल-गेट MOSFETs चे हे वैशिष्ट्य उच्च-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लीफायर, गेन कंट्रोल ॲम्प्लिफायर्स, मिक्सर आणि डिमॉड्युलेटर म्हणून वापरले जाते तेव्हा चांगली सोय होते.

 

1, MOSFETप्रकार आणि रचना

MOSFET एक प्रकारचा FET आहे (दुसरा प्रकार म्हणजे JFET), वर्धित किंवा क्षीणता प्रकार, P-चॅनेल किंवा N-चॅनेल एकूण चार प्रकारांमध्ये तयार केले जाऊ शकते, परंतु केवळ वर्धित N-चॅनेल MOSFET आणि वर्धित P- चे सैद्धांतिक उपयोग. चॅनेल MOSFET, म्हणून सहसा NMOS किंवा PMOS या दोन प्रकारांना संदर्भित केले जाते. डिप्लेशन प्रकार MOSFETs का वापरू नयेत, मूळ कारण शोधण्याची शिफारस करू नका. दोन वर्धित MOSFETs बद्दल, NMOS हे सामान्यतः वापरले जाते, याचे कारण म्हणजे ऑन-रेझिस्टन्स लहान आहे आणि उत्पादन करणे सोपे आहे. त्यामुळे वीज पुरवठा आणि मोटर ड्राइव्ह ऍप्लिकेशन्स स्विच करणे, सामान्यतः NMOS वापरा. खालील कोट, परंतु अधिक NMOS-आधारित. MOSFET परजीवी कॅपेसिटन्सच्या तीन पिन तीन पिनमध्ये अस्तित्वात आहेत, ज्या आमच्या गरजा नाहीत, परंतु उत्पादन प्रक्रियेच्या मर्यादांमुळे. काही वेळ वाचवण्यासाठी ड्राइव्ह सर्किटची रचना किंवा निवड मध्ये परजीवी capacitance अस्तित्व, पण टाळण्याचा कोणताही मार्ग नाही, आणि नंतर तपशीलवार परिचय. MOSFET योजनाबद्ध आकृतीमध्ये, परजीवी डायोडमधील निचरा आणि स्त्रोत पाहिले जाऊ शकते. याला बॉडी डायोड म्हणतात, तर्कसंगत भार चालवताना, हा डायोड खूप महत्वाचा आहे. तसे, बॉडी डायोड केवळ एकाच MOSFET मध्ये अस्तित्वात आहे, सामान्यतः एकात्मिक सर्किट चिपच्या आत नाही.

 

2, MOSFET वहन वैशिष्ट्ये

संवहनाचे महत्त्व स्विच म्हणून आहे, जे स्विच क्लोजरच्या बरोबरीचे आहे. NMOS वैशिष्ट्ये, विशिष्ट मूल्यापेक्षा जास्त Vgs चालेल, जेव्हा स्त्रोत ग्राउंड (लो-एंड ड्राइव्ह) असेल तेव्हा वापरण्यासाठी योग्य असेल, फक्त गेट व्होल्टेज येते 4V किंवा 10V.PMOS वैशिष्ट्यांवर, विशिष्ट मूल्यापेक्षा कमी Vgs चालवेल, जेव्हा स्रोत VCC (हाय-एंड ड्राइव्ह) शी कनेक्ट केलेला असेल तेव्हा वापरण्यासाठी योग्य असेल.

तथापि, अर्थातच, PMOS हा हाय-एंड ड्रायव्हर म्हणून वापरणे खूप सोपे असू शकते, परंतु ऑन-रेझिस्टन्स, महाग, कमी प्रकारचे एक्सचेंजेस आणि इतर कारणांमुळे, हाय-एंड ड्रायव्हरमध्ये, सामान्यतः अजूनही NMOS वापरतात.

 

3, MOSFETस्विचिंग नुकसान

एनएमओएस असो किंवा पीएमओएस, ऑन-रेझिस्टन्स अस्तित्वात आल्यानंतर, ज्यामुळे करंट या रेझिस्टन्समध्ये ऊर्जा वापरेल, वापरलेल्या ऊर्जेच्या या भागाला ऑन-रेझिस्टन्स लॉस म्हणतात. लहान ऑन-रेझिस्टन्ससह MOSFET निवडल्याने ऑन-रेझिस्टन्स हानी कमी होईल. नेहमीचा कमी-पॉवर MOSFET ऑन-रेझिस्टन्स सामान्यत: दहा मिलीहॅममध्ये असतो, तेथे काही मिलिओम्स असतो. एमओएस ऑन-टाइम आणि कट-ऑफमध्ये, एमओएस ओलांडून व्होल्टेज तात्काळ पूर्ण होण्यामध्ये नसावे, घसरण्याची प्रक्रिया असते, प्रवाह वाढण्याच्या प्रक्रियेतून वाहतो, या काळात, एमओएसएफईटीचे नुकसान होते. व्होल्टेज आणि करंटच्या उत्पादनाला 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 करंटचे मोठे उत्पादन मोठे नुकसान होते. स्विचिंगची वेळ कमी केल्याने प्रत्येक वहनातील तोटा कमी होतो; स्विचिंग वारंवारता कमी केल्याने प्रति युनिट वेळेत स्विचची संख्या कमी होते. दोन्ही पध्दती स्विचिंग नुकसान कमी करू शकतात.

 
4, MOSFET ड्राइव्ह

द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरच्या तुलनेत, सामान्यतः असे मानले जाते की MOSFET आचरण करण्यासाठी कोणत्याही करंटची आवश्यकता नाही, फक्त GS व्होल्टेज एका विशिष्ट मूल्यापेक्षा जास्त आहे. हे करणे सोपे आहे, तथापि, आम्हाला वेग देखील आवश्यक आहे. MOSFET च्या संरचनेत तुम्ही पाहू शकता की GS, GD मध्ये परजीवी कॅपेसिटन्स आहे आणि MOSFET चे ड्रायव्हिंग, सिद्धांततः, कॅपेसिटन्सचे चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग आहे. कॅपेसिटर चार्ज करण्यासाठी करंट आवश्यक आहे आणि कॅपेसिटर त्वरित चार्ज केल्याने शॉर्ट सर्किट म्हणून पाहिले जाऊ शकते, त्वरित प्रवाह जास्त असेल. MOSFET ड्राईव्हची निवड/डिझाइन ज्याकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे ते म्हणजे तात्काळ शॉर्ट-सर्किट करंटचा आकार प्रदान केला जाऊ शकतो. लक्ष देण्याची दुसरी गोष्ट म्हणजे, सामान्यतः हाय-एंड ड्राइव्ह NMOS मध्ये वापरली जाते, मागणीनुसार गेट व्होल्टेज स्त्रोत व्होल्टेजपेक्षा जास्त आहे. हाय-एंड ड्राइव्ह MOS ट्यूब वहन स्त्रोत व्होल्टेज आणि ड्रेन व्होल्टेज (VCC) समान, त्यामुळे VCC 4V किंवा 10V पेक्षा गेट व्होल्टेज. असे गृहीत धरून की त्याच प्रणालीमध्ये, VCC पेक्षा मोठे व्होल्टेज मिळविण्यासाठी, आम्हाला विशेष बूस्ट सर्किटची आवश्यकता आहे. अनेक मोटर ड्रायव्हर्स इंटिग्रेटेड चार्ज पंप आहेत, ज्याकडे लक्ष देण्यासाठी योग्य बाह्य कॅपेसिटर निवडणे आवश्यक आहे, जेणेकरून MOSFET चालविण्यासाठी पुरेसा शॉर्ट-सर्किट करंट मिळेल. वर सांगितलेले 4V किंवा 10V सामान्यतः MOSFET वर व्होल्टेज वापरले जाते, अर्थातच डिझाइन, विशिष्ट फरक असणे आवश्यक आहे. व्होल्टेज जितका जास्त असेल तितका वेग ऑन-स्टेट आणि कमी ऑन-स्टेट रेझिस्टन्स. सामान्यतः वेगवेगळ्या श्रेणींमध्ये लहान ऑन-स्टेट व्होल्टेज MOSFETs देखील वापरले जातात, परंतु 12V ऑटोमोटिव्ह इलेक्ट्रॉनिक्स सिस्टममध्ये, सामान्य 4V ऑन-स्टेट पुरेसे आहे.

 

 

MOSFET चे मुख्य पॅरामीटर्स खालीलप्रमाणे आहेत:

 

1. गेट सोर्स ब्रेकडाउन व्होल्टेज BVGS - गेट सोर्स व्होल्टेज वाढवण्याच्या प्रक्रियेत, जेणेकरुन गेट चालू आयजी शून्य पासून VGS मध्ये तीव्र वाढ सुरू करण्यासाठी, गेट सोर्स ब्रेकडाउन व्होल्टेज BVGS म्हणून ओळखले जाते.

 

2. टर्न-ऑन व्होल्टेज व्हीटी - टर्न-ऑन व्होल्टेज (याला थ्रेशोल्ड व्होल्टेज देखील म्हणतात): स्त्रोत S बनवा आणि प्रवाहकीय वाहिनीच्या सुरुवातीच्या दरम्यान डी ड्रेन करा गेट व्होल्टेज आवश्यक आहे; - प्रमाणित एन-चॅनेल MOSFET, VT सुमारे 3 ~ 6V आहे; - सुधारण्याच्या प्रक्रियेनंतर, MOSFET VT मूल्य 2 ~ 3V पर्यंत कमी करू शकते.

 

3. ड्रेन ब्रेकडाउन व्होल्टेज BVDS - VGS = 0 (मजबूत) च्या स्थितीत, ड्रेन व्होल्टेज वाढवण्याच्या प्रक्रियेत जेणेकरुन जेव्हा VDS ला ड्रेन ब्रेकडाउन व्होल्टेज BVDS म्हटले जाते तेव्हा ID नाटकीयरित्या वाढू लागतो - आयडी मुळे नाटकीयरित्या वाढला खालील दोन पैलू:

 

(1) ड्रेन इलेक्ट्रोडजवळील क्षीण थराचा हिमस्खलन तुटणे

 

(2) ड्रेन-स्रोत इंटर-पोल पेनिट्रेशन ब्रेकडाउन - काही लहान व्होल्टेज MOSFET, त्याच्या चॅनेलची लांबी कमी आहे, वेळोवेळी VDS वाढवण्यामुळे डिप्लीशन लेयरचा ड्रेन प्रदेश वेळोवेळी स्त्रोत प्रदेशात विस्तारित होईल. , जेणेकरून वाहिनीची शून्याची लांबी, म्हणजे, निचरा-स्रोत प्रवेश, प्रवेश, बहुसंख्य वाहकांचे स्त्रोत क्षेत्र, स्त्रोत क्षेत्र, विद्युत क्षेत्राच्या शोषणाच्या क्षीणतेच्या थराला तोंड देण्यासाठी सरळ असेल, गळतीच्या प्रदेशात पोहोचण्यासाठी, परिणामी एक मोठा आयडी.

 

4. DC इनपुट रेझिस्टन्स RGS- म्हणजे, गेट सोर्स आणि गेट करंट दरम्यान जोडलेल्या व्होल्टेजचे गुणोत्तर, हे वैशिष्ट्य काहीवेळा गेटमधून वाहणाऱ्या गेट करंटच्या संदर्भात व्यक्त केले जाते MOSFET च्या RGS सहज 1010Ω पेक्षा जास्त असू शकते. ५.

 

5. परिस्थितीच्या निश्चित मूल्यासाठी VDS मधील कमी-फ्रिक्वेंसी ट्रान्सकंडक्टन्स ग्रॅम, ड्रेन करंटचे मायक्रोव्हेरिअन्स आणि या बदलामुळे गेट सोर्स व्होल्टेज मायक्रोव्हेरिअन्सला ट्रान्सकंडक्टन्स ग्रॅम म्हणतात, जे गेट स्रोत व्होल्टेजचे नियंत्रण प्रतिबिंबित करते. ड्रेन करंट हे दर्शवण्यासाठी आहे की एका महत्त्वाच्या पॅरामीटरचे MOSFET प्रवर्धन, साधारणपणे काही ते काही mA / V च्या श्रेणीत. MOSFET सहज 1010Ω पेक्षा जास्त असू शकते.