Vai trò của MOSFET điện áp nhỏ là gì?

Có rất nhiều loạiMOSFET, chủ yếu được chia thành hai loại MOSFET tiếp giáp và MOSFET cổng cách điện, và tất cả đều có điểm kênh N và kênh P.

Transitor hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại, được gọi là MOSFET, được chia thành MOSFET loại cạn kiệt và MOSFET loại tăng cường.

MOSFET cũng được chia thành các ống một cổng và hai cổng. MOSFET cổng kép có hai cổng G1 và G2 độc lập, được xây dựng tương đương với hai MOSFET một cổng nối tiếp và dòng điện đầu ra của nó thay đổi theo điều khiển điện áp của hai cổng. Đặc tính này của MOSFET cổng kép mang lại sự tiện lợi lớn khi được sử dụng làm bộ khuếch đại tần số cao, bộ khuếch đại điều khiển khuếch đại, bộ trộn và bộ giải điều chế.

1, MOSFETloại và cấu trúc

MOSFET là một loại FET (một loại khác là JFET), có thể được sản xuất thành loại tăng cường hoặc cạn kiệt, kênh P hoặc kênh N tổng cộng có bốn loại, nhưng ứng dụng lý thuyết chỉ có MOSFET kênh N nâng cao và P- nâng cao kênh MOSFET, thường được gọi là NMOS hoặc PMOS để chỉ hai loại này. Về lý do tại sao không sử dụng MOSFET loại cạn kiệt, bạn không nên tìm kiếm nguyên nhân gốc rễ. Về hai MOSFET cải tiến, NMOS được sử dụng phổ biến hơn, lý do là điện trở trên nhỏ và dễ chế tạo. Vì vậy, việc chuyển đổi các ứng dụng cấp nguồn và điều khiển động cơ thường sử dụng NMOS. trích dẫn sau đây nhưng cũng dựa trên NMOS nhiều hơn. ba chân của điện dung ký sinh MOSFET tồn tại giữa ba chân, đây không phải là nhu cầu của chúng tôi mà do những hạn chế trong quy trình sản xuất. Sự tồn tại của điện dung ký sinh trong thiết kế hoặc lựa chọn mạch truyền động để tiết kiệm thời gian, nhưng không có cách nào tránh được, sau đó sẽ giới thiệu chi tiết. Trong sơ đồ MOSFET có thể thấy, nguồn và cống giữa một diode ký sinh. Đây được gọi là diode cơ thể, trong việc điều khiển tải hợp lý, diode này rất quan trọng. Nhân tiện, diode cơ thể chỉ tồn tại trong một MOSFET duy nhất, thường không tồn tại bên trong chip mạch tích hợp.

2, Đặc tính dẫn MOSFET

Ý nghĩa của sự dẫn điện là như một công tắc, tương đương với một công tắc đóng. Đặc tính NMOS, Vgs lớn hơn một giá trị nhất định sẽ dẫn điện, thích hợp sử dụng trong trường hợp nguồn được nối đất (ổ cấp thấp), chỉ có điện áp cổng đến ở đặc tính 4V hoặc 10V.PMOS, Vgs nhỏ hơn một giá trị nhất định sẽ dẫn điện, phù hợp sử dụng trong trường hợp nguồn được kết nối với VCC (ổ đĩa cao cấp).

Tuy nhiên, tất nhiên, PMOS có thể rất dễ sử dụng như một trình điều khiển cao cấp, nhưng do tính kháng cự, đắt tiền, ít loại trao đổi hơn và các lý do khác, ở trình điều khiển cao cấp, thường vẫn sử dụng NMOS.

3, MOSFETmất chuyển mạch

Cho dù đó là NMOS hay PMOS, sau khi tồn tại điện trở, để dòng điện tiêu thụ năng lượng trong điện trở này, phần năng lượng tiêu thụ này được gọi là tổn thất trên điện trở. Việc chọn MOSFET có điện trở nhỏ sẽ làm giảm tổn thất trên điện trở. Điện trở bật MOSFET công suất thấp thông thường thường ở mức hàng chục miliohm, ở đó là vài miliohm. MOS ở trạng thái bật và ngắt, không được ở trạng thái hoàn thành tức thời của điện áp trên MOS, có một quá trình giảm, dòng điện chạy qua quá trình tăng lên, trong thời gian này, MOSFET bị mất tích của điện áp và dòng điện được gọi là tổn thất chuyển mạch. Thông thường tổn thất chuyển mạch lớn hơn nhiều so với tổn thất dẫn truyền và tần số chuyển mạch càng nhanh thì tổn thất càng lớn. Tích số lớn của điện áp và dòng điện tại thời điểm dẫn điện tạo thành tổn thất lớn. Việc rút ngắn thời gian chuyển mạch giúp giảm tổn thất ở mỗi lần dẫn truyền; giảm tần số chuyển mạch sẽ làm giảm số lượng chuyển mạch trên một đơn vị thời gian. Cả hai phương pháp đều có thể làm giảm tổn thất chuyển mạch.

 
4, Ổ đĩa MOSFET

So với các bóng bán dẫn lưỡng cực, người ta thường cho rằng không cần dòng điện để làm cho MOSFET dẫn điện, chỉ có điện áp GS cao hơn một giá trị nhất định. Điều này rất dễ thực hiện, tuy nhiên, chúng ta cũng cần tốc độ. Trong cấu trúc của MOSFET, bạn có thể thấy rằng có một điện dung ký sinh giữa GS, GD và việc điều khiển MOSFET về mặt lý thuyết là việc sạc và xả điện dung. Việc sạc tụ điện cần có dòng điện và vì việc sạc tụ điện ngay lập tức có thể được coi là đoản mạch nên dòng điện tức thời sẽ cao. Việc lựa chọn/thiết kế bộ điều khiển MOSFET điều đầu tiên cần chú ý là kích thước dòng điện ngắn mạch tức thời có thể được cung cấp. Điều thứ hai cần chú ý là, thường được sử dụng trong NMOS ổ đĩa cao cấp, theo yêu cầu là điện áp cổng lớn hơn điện áp nguồn. Ổ đĩa cao cấp MOS ống dẫn điện áp nguồn và điện áp xả (VCC) giống nhau, nên điện áp cổng cao hơn VCC 4V hoặc 10V. giả sử rằng trong cùng một hệ thống, để có được điện áp lớn hơn VCC, chúng ta cần một mạch tăng áp đặc biệt. Nhiều trình điều khiển động cơ được tích hợp bơm sạc, cần chú ý là nên chọn tụ điện bên ngoài thích hợp để có đủ dòng điện ngắn mạch để điều khiển MOSFET. 4V hay 10V nói trên là MOSFET thường được sử dụng phổ biến về điện áp, thiết kế tất nhiên cần phải có một biên độ nhất định. Điện áp càng cao, tốc độ ở trạng thái càng nhanh và điện trở ở trạng thái càng thấp. Thông thường cũng có các MOSFET điện áp trạng thái bật nhỏ hơn được sử dụng trong các loại khác nhau, nhưng trong hệ thống điện tử ô tô 12V, trạng thái 4V thông thường là đủ.

Các thông số chính của MOSFET như sau:

1. Điện áp đánh thủng nguồn cổng BVGS - trong quá trình tăng điện áp nguồn cổng, do đó dòng điện cổng IG từ 0 bắt đầu tăng mạnh VGS, được gọi là điện áp đánh thủng nguồn cổng BVGS.

2. Điện áp bật VT - điện áp bật (còn gọi là điện áp ngưỡng): làm cho nguồn S và cống D giữa đầu kênh dẫn tạo thành điện áp cổng yêu cầu; - MOSFET kênh N tiêu chuẩn, VT khoảng 3 ~ 6V; - Sau quá trình cải tiến, có thể hạ giá trị MOSFET VT xuống còn 2~3V.

3. Điện áp đánh thủng cống BVDS – trong điều kiện VGS = 0 (tăng cường), trong quá trình tăng điện áp xả nên ID bắt đầu tăng đột ngột khi VDS được gọi là điện áp đánh thủng cống BVDS – ID tăng đột ngột do hai khía cạnh sau:

(1) sự cố tuyết lở của lớp cạn kiệt gần điện cực cống

(2) Sự cố thâm nhập giữa các cực của nguồn thoát - một số MOSFET điện áp nhỏ, độ dài kênh của nó ngắn, thỉnh thoảng tăng VDS sẽ làm cho vùng thoát của lớp cạn kiệt thỉnh thoảng mở rộng sang vùng nguồn , sao cho độ dài kênh bằng 0, tức là giữa sự xuyên thấu của nguồn thoát, sự xuyên thấu, vùng nguồn của phần lớn các sóng mang, vùng nguồn sẽ thẳng để chịu được lớp hấp thụ suy giảm của điện trường, đến vùng rò rỉ, dẫn đến ID lớn.

4. Điện trở đầu vào DC RGS-ie, tỷ lệ điện áp được thêm vào giữa nguồn cổng và dòng điện cổng, đặc tính này đôi khi được thể hiện dưới dạng dòng điện cổng chạy qua cổng MOSFET của RGS có thể dễ dàng vượt quá 1010Ω. 5.

5. Độ dẫn điện tần số thấp gm trong VDS đối với một giá trị cố định của các điều kiện, phương sai vi mô của dòng thoát và vi phương sai điện áp nguồn cổng gây ra bởi sự thay đổi này được gọi là độ dẫn điện gm, phản ánh sự điều khiển điện áp nguồn cổng trên dòng xả là để cho thấy mức khuếch đại MOSFET của một tham số quan trọng, thường nằm trong khoảng từ vài đến vài mA / V. MOSFET có thể dễ dàng vượt quá 1010Ω.