MOSFET - beth ydyw? nodweddion strwythurol a thechnolegol

Yn yr erthygl hon byddwch yn dysgu am yr elfen hon gan fod y MOSFET. Hynny yw, pa eiddo, sy'n cael ei ddefnyddio mewn electroneg modern, yn cael eu trafod isod. Gallwch ddod o hyd dau fath o transistorau pŵer - MOSFET a IGBT. Maent yn cael eu defnyddio mewn converters pwer uchel pulsed - gwrthdroyddion, cyflenwadau pŵer. Dylai ystyried pob un o'r nodweddion yr elfennau hyn.

gwybodaeth sylfaenol

Dylid nodi bod y IGBT a MOSFET transistorau gallu rhoi pwer uchel iawn i'r llwyth. Ym mhob un ddyfais hon yn ymddangos yn fach iawn o ran maint. Effeithlonrwydd yn fwy na transistors werthoedd o 95%. Yn MOSFET a IGBT cael un peth yn gyffredin - mae ganddynt caeadau hynysu, canlyniad - gysylltiedig paramedrau rheoli. cyfernod tymheredd negyddol o'r dyfeisiadau hyn sy'n caniatáu transistors o'r fath i fod yn ymwrthol i cylchedau byrion. Hyd yn mosfety gyda gwerth amser gorlwytho normaleiddio a gynhyrchwyd gan bron bob cwmni.

Gyrwyr ar gyfer rheoli

Gan nad oes ar hyn o bryd yn y cylched rheoli, mewn modd sefydlog, ni allwch ddefnyddio'r cynllun safonol. Mae'n gwneud mwy o synnwyr i ddefnyddio gyrrwr arbennig - cylched integredig. Mae llawer o gwmnïau gweithgynhyrchu dyfeisiau sy'n caniatáu i chi reoli transistorau pŵer sengl, yn ogystal â phontydd a hanner milltir (tri cham a dau-gam). Gallant gyflawni amrywiaeth o swyddogaethau cymorth - i ddiogelu yn erbyn overcurrent neu fyr-cylched, yn ogystal â gostyngiad foltedd mawr yn y cylched gyrrwr MOSFET. Pa fath o gylched yn cael eu trafod yn fwy manwl isod. Dylid nodi bod y gostyngiad foltedd ar draws y gylched pŵer rheoli transistor - mae hyn yn ffenomen yn beryglus iawn. Gall mosfety pwerus yn newid i ddull gweithredu arall (llinol), felly a fydd yn methu. Crystal transistor yn gorboethi ac yn llosgi allan.

modd fai

gyrwyr swyddogaeth cynorthwyydd cartref - mae'n amddiffyniad overcurrent. Mae angen edrych yn ofalus ar y transistor pŵer i weithio yn un o ddulliau --cylched byr. Gall overcurrent ddigwydd am unrhyw reswm, ond y rhai mwyaf cyffredin - cylchdaith y llwyth neu ar y corff. Felly, dylech weithredu mosfetami rheoli yn briodol.

Gorlwytho digwydd oherwydd rhai o nodweddion y gylched. digwyddiad posibl o dro neu gefn adfer presennol o deuod lled-ddargludydd ysgwyddau transistor. Tynnu gorlwytho o'r fath yn digwydd dull dylunio cylched. Used gadwyn gan ffurfio llwybr (snubbers), a wnaed yn y gylched rheoli giât dethol gwrthydd yn cael ei ynysu oddi wrth foltedd uchel ac teiars ar hyn o bryd.

Wrth i'r transistor yn troi ar bryd mae diffyg yn digwydd yn y llwyth

Pan fydd diffyg yn digwydd yn y llwyth, y cerrynt yn y gylched casglwr yn gyfyngedig i foltedd yn y porth, a nodweddion transconductance y transistor. felly mae gan y gylched cyflenwad capasiti penodol, felly mae'r gwrthiant mewnol Ni all y ffynhonnell ei hun yn dylanwadu ar y presennol-cylched byr. Unwaith y bydd y newid yn digwydd, yn y transistor capasiti presennol yn raddol yn dechrau digwydd oherwydd bod anwythiad parasitig yn y gylched casglwr. Mae'r ffaith hon yw'r rheswm bod yna dip foltedd.

positif ffug

Ar ôl y trawsnewid ei gwblhau, i'r transistor pŵer yn cael ei gymhwyso foltedd llawn. Bydd hyn yn arwain at y ffaith y bydd y rhan fwyaf o'r pŵer yn cael ei afradloni yn y grisial lled-ddargludyddion. Gall fod yn dod i'r casgliad bod y dull cylched byr yn sicr o gael ei dorri ar ôl cyfnod penodol o amser. Dylai fod yn ddigon i ddileu larymau ffug. Yn nodweddiadol, mae'r amser yn yr ystod 1 ... 10 microseconds. Mae'n rhaid i nodweddion transistor fod yn gyfryw ag i wrthsefyll y gorlwytho yn hawdd.

Llwytho-cylched byr pan fydd y transistor

Yn yr un modd i'r achos a drafodwyd uchod, ar hyn o bryd yn cael ei gyfyngu gan y nodweddion y transistor. Mae'n tyfu ar gyfradd sy'n cael ei benderfynu gan y inductance (parasitig). Cyn hyn o bryd yn cyrraedd gwerth cyson-wladwriaeth cyson, bydd y foltedd casglwr cynyddu. Mae'r foltedd giât yn cael ei gynyddu oherwydd yr effaith Miller.

Mae'r cerrynt yn y casglwr yn cynyddu, a gall fod yn fwy na fawr gwerth cyson-wladwriaeth. Mae ar gyfer y dull hwn yn cael ei ddarparu nid yn unig fod y MOSFET sianel ei ddiffodd, ond hefyd yn y posibilrwydd y terfyn foltedd.

Mae'r foltedd cymhwyso at borth y transistor yn dibynnu gyfredol cylched byr yn uniongyrchol. Ond gyda gostyngiad yn y foltedd porth yr elfen lled-ddargludyddion yn weddol darlun diddorol. Mae'r foltedd dirlawnder yn cynyddu, ac o ganlyniad, colledion dargludiad yn cael eu cynyddu. Sefydlogrwydd transistor cylched byr yn perthyn yn agos i serthrwydd y ei nodweddion.

RS a'r ffactor addasu lefel y sain ar hyn o bryd

Mae'r Ku uwch ar mosfetov gyfredol, yr isaf y foltedd dirlawnder. Maent hefyd yn gallu gwrthsefyll gorlwytho amser byr. Ar y llaw arall, lled-ddargludyddion, sydd yn fwy ymwrthol i cylchedau byrion cael foltedd dirlawnder uchel iawn. Colledion hefyd arwyddocaol iawn.

Po fwyaf y gwerth mwyaf posibl o'r presennol cylched byr gan MOSFET arloeswr na transistor deubegynol syml. Fel arfer, mae'n deg gwaith y gwerth cyfredol enwol (ar yr amod bod y foltedd giât cael ei ganiatáu). Mae'r rhan fwyaf o gynhyrchwyr (Ewrop ac Asia) yn cynhyrchu transistorau a all wrthsefyll llwythi o'r fath, ac nid yn cael eu difrodi.

amddiffyn y gyrrwr rhag y gorlwytho uchel-ochr

Mae gwahanol ddulliau ar gyfer elfennau taith gorlwytho. Gyda chymorth gyrwyr o wahanol gynhyrchwyr all weithredu unrhyw swyddogaethau amddiffynnol, y ffordd fwyaf effeithlon. Os gorlwytho yn angenrheidiol i leihau'r foltedd giât. Yn yr achos hwn, mae'r gydnabod yr argyfwng yn cynyddu amser gweithredu.

Mae hyn yn arwain i ddileu cylchedau amddiffyn sbarduno ffug. Dyma sut i wirio MOSFET: ceisio newid y cynhwysiant y cynhwysydd. Os byddwch yn newid yr amser ymateb i cylched byr, y gylched cyfan yn gweithio'n iawn. Mae'r gylched yn defnyddio nifer o elfennau sy'n gyfrifoldebau penodol. Er enghraifft, ynghyd â gyrrwr, "Hawliau a Chyfrifoldebau Cyflogaeth" yn eich galluogi i benderfynu ar y dadansoddiad gorlwytho amser-cynhwysydd.

llawdriniaeth frys

Mae'r bwlch amser yn cael ei wneud cylched switsio ar hyn o bryd yn gyson yn y gylched casglwr. Mae hyn yn rhoi gostyngiad foltedd ar y giât yr elfen lled-ddargludyddion. Yn yr achos hwnnw, os nad oes terfyn ar y gorlwytho, mae'r transistor yn cael ei ddiffodd ar ôl 10 ms. Diogelu yn anabl ar ôl yn cael eu tynnu oddi ar y signal mewnbwn. Gyda hyn cylched amddiffyn sbarduno wneud.

Pan gaiff ei ddefnyddio, mae angen i chi dalu sylw at eu cyfnod o amser y mae'r transistor MOSFET reclosing. Pa fath o newid a beth yw nodweddion? Noder y dylai'r amser hwn fod yn fwy na'r cyson amser thermol (amser) o sglodion lled-ddargludyddion y transistor yn cael ei gynhyrchu.

Anfanteision y gylched

Yn y gylched yn cael eu defnyddio gwrthyddion sydd â cynhwysedd uchel, ond mae ganddynt anwythiad uchel iawn (parasitig, oherwydd y defnydd o ddeunyddiau penodol a thechnolegau). Ac ar gyfer gweithrediad perffaith o'r cynlluniau yn angenrheidiol bod y cynhwysydd wedi bod yn agos i sero. Gwrthyddion a ddefnyddir i fesur pwls cyfredol, rhaid cwrdd â'r amodau uchod. Ar ben y gwrthyddion yn colli pŵer enfawr. Ac mae'n effeithio ar effeithlonrwydd y gylched gyrrwr uchel-ochr cyfan.

Ond mae cylchedau switsio, sy'n lleihau colli pŵer. foltedd dirlawnder mewn unrhyw achos yn dibynnu ar y casglwr cyfredol. MOSFET (hynny yw, a drafodir yn yr erthygl) yn dangos y berthynas hon, gellir dweud llinol o ganlyniad i'r ffaith nad yw o'r draen transistor presennol yn dibynnu ar y gwrthiant sianel (gweithredol). Ond transistorau IGBT pwerus nid y berthynas hon yn llinol, ond gallwch yn hawdd ddewis y foltedd sy'n cyfateb i'r amddiffyniad presennol gofynnol.

gyrrwr bont tri cham

Mewn cynlluniau o'r fath fel y'i cymhwysir i gwrthydd fesur y gwerth cyfredol. diogelu ar hyn o bryd yn cael ei bennu drwy gyfrwng rhannwr foltedd. Derbyniodd phoblogrwydd eang IR2130 gyrrwr, sy'n darparu llawdriniaeth cylched sefydlog ar folteddau hyd at 600 folt. Mae'r gylched yn cynnwys transistor fath effaith maes y mae ei draen cael ei agor (y mae'n ei gwasanaethu i nodi presenoldeb o ddiffygion). MOSFET gosod ar y bwrdd trwy gyfrwng siwmperi anhyblyg yn yr unigedd ansoddol am y rhesymau hyn. Mae'n cynnwys mwyhadur sy'n cynhyrchu rhai signalau cyfeirio ac adborth. Gyda'r gyrrwr yn cael ei ffurfio erbyn amser oedi rhwng y transistorau newid y ysgwyddau isaf ac uchaf i atal digwyddiad o trwy gyfredol.

Yn gyffredinol, yn dibynnu ar yr amser addasu o 0.2 ms ... 2. Mae'r gyrrwr IR2130 cael ei ddefnyddio i weithredu'r cynllun diogelu, nid oes unrhyw swyddogaeth i gyfyngu uchafswm gwerth y foltedd giât ar adeg yr cylched byr. Yn y cyfnod datblygu, rhaid cylchedau fraich cofio bod y shutdown y bont yn digwydd ar ôl 1 ms ar ôl cychwyn cylched byr. O ganlyniad, mae'r presennol (yn enwedig ym mhresenoldeb llwyth gweithredol) yn fwy na gwerth y ei gyfrifo. I ailosod modd diogelu a dychwelyd i'r gwaith, dylai cynhyrchu pŵer oddi ar y gyrrwr neu'r ffeilio ei foltedd fewnbynnau blocio.

gyrwyr Isel-ochr

I gynhyrchu transistorau rheoli MOSFET y fraich isaf, mae cwmnïau sglodion o safon uchel y Motorola, er enghraifft, MS33153. Mae'r gyrrwr yn arbennig, fel y gellir ei ddefnyddio yn llwyddiannus ar gyfer dau fath o amddiffyniad (foltedd a cyfredol). Mae yna hefyd nodwedd sy'n gwahanu'r dau ddulliau - gorlwytho a cylched byr. Mae'n bosibl i gyflenwi foltedd (rheoli negyddol). Mae hyn yn ddefnyddiol ar gyfer achosion lle mae angen gwneud modiwlau rheoli gyda gallu uchel a thâl giât ddigon uchel. Modd amddiffyn IGBT yn anabl (mae hyn yn y analogau agosaf mosfetov) ar ôl y foltedd cyflenwad pŵer yn disgyn o dan 11 folt.