ትልቅ ጥቅል MOSFET የአሽከርካሪ ወረዳ

በመጀመሪያ ደረጃ, የ MOSFET አይነት እና መዋቅር,MOSFETFET ነው (ሌላው JFET ነው)፣ ወደ የተሻሻለ ወይም የመቀነስ አይነት፣ ፒ-ቻናል ወይም ኤን-ቻናል በአጠቃላይ አራት አይነት ሊመረት ይችላል፣ ነገር ግን ትክክለኛው አተገባበር የተሻሻሉ N-channel MOSFETs እና የተሻሻለ P-channel MOSFETs ብቻ ነው፣ ስለዚህ ብዙውን ጊዜ NMOS ወይም PMOS ተብሎ የሚጠራው እነዚህን ሁለት ዓይነቶች ያመለክታል። ለእነዚህ ሁለት አይነት የተሻሻሉ MOSFETs፣ በብዛት ጥቅም ላይ የዋለው NMOS ነው፣ ምክንያቱ ደግሞ በተቃውሞው ላይ ያለው አነስተኛ እና ለማምረት ቀላል ነው። ስለዚህ NMOS በአጠቃላይ የኃይል አቅርቦትን እና የሞተር ድራይቭ አፕሊኬሽኖችን በመቀያየር ጥቅም ላይ ይውላል።

በሚከተለው መግቢያ ላይ፣ አብዛኛዎቹ ጉዳዮች በNMOS የተያዙ ናቸው። ጥገኛ አቅም በ MOSFET ሦስቱ ፒን መካከል አለ፣ ይህ ባህሪ የማይፈለግ ነገር ግን በአምራች ሂደት ውስንነት የተነሳ ነው። የጥገኛ አቅም መኖሩ የአሽከርካሪ ወረዳን ለመንደፍ ወይም ለመምረጥ ትንሽ አስቸጋሪ ያደርገዋል። በፍሳሹ እና በምንጩ መካከል ጥገኛ ዳይኦድ አለ. ይህ የሰውነት ዳዮድ ተብሎ የሚጠራ ሲሆን እንደ ሞተርስ ያሉ ኢንዳክቲቭ ሸክሞችን ለማሽከርከር አስፈላጊ ነው። በነገራችን ላይ የሰውነት ዳይኦድ በግለሰብ MOSFETs ውስጥ ብቻ የሚገኝ ሲሆን አብዛኛውን ጊዜ በ IC ቺፕ ውስጥ አይገኝም።

 

MOSFETየመቀየሪያ ቱቦ መጥፋት ፣ NMOS ወይም PMOS ፣ የተቃውሞው አመራር ካለ በኋላ ፣ የአሁኑ በዚህ የመቋቋም ኃይል ውስጥ ኃይልን ይበላል ፣ ይህ የፍጆታ ኃይል ክፍል conduction ኪሳራ ይባላል። ዝቅተኛ የመቋቋም ችሎታ ያላቸው MOSFETs መምረጥ በተቃውሞ ላይ ያለውን ኪሳራ ይቀንሳል። በአሁኑ ጊዜ አነስተኛ ኃይል ያላቸው MOSFET ዎች የመቋቋም አቅም በአጠቃላይ በአስር ሚሊዮሂም አካባቢ ነው፣ እና ጥቂት ሚሊሆምም እንዲሁ ይገኛሉ። MOSFET ዎች ሲበሩ እና ሲጠፉ በቅጽበት መጠናቀቅ የለባቸውም። ቮልቴጅን የመቀነስ ሂደት አለ። የ MOSFET ሁለቱ ጫፎች, እና በእሱ ውስጥ የሚፈሰውን ፍሰት ለመጨመር ሂደት አለ.በዚህ ጊዜ ውስጥ, MOSFETs መጥፋት የቮልቴጅ እና የአሁኑ ውጤት ነው, እሱም የመቀያየር ኪሳራ ይባላል. ብዙውን ጊዜ የመቀየሪያ መጥፋት ከኮንዳክሽን መጥፋት በጣም ትልቅ ነው, እና የመቀየሪያው ድግግሞሽ በበለጠ ፍጥነት, ኪሳራው ይበልጣል. የቮልቴጅ እና የአሁን ጊዜ በኮንዳክሽን ፍጥነት ያለው ምርት በጣም ትልቅ ነው, ይህም ከፍተኛ ኪሳራ ያስከትላል. የመቀያየር ጊዜን ማሳጠር በእያንዳንዱ መጓጓዣ ላይ ያለውን ኪሳራ ይቀንሳል; የመቀየሪያ ድግግሞሹን መቀነስ በአንድ ክፍል ጊዜ የመቀየሪያዎችን ብዛት ይቀንሳል. እነዚህ ሁለቱም ዘዴዎች የመቀያየር ኪሳራዎችን ይቀንሳሉ.

ከባይፖላር ትራንዚስተሮች ጋር ሲነጻጸር፣ ሀ ለማድረግ ምንም አይነት ጅረት አያስፈልግም በአጠቃላይ ይታመናልMOSFETምግባር, የ GS ቮልቴጅ ከተወሰነ እሴት በላይ እስከሆነ ድረስ. ይህን ለማድረግ ቀላል ነው, ሆኖም ግን, እኛ ደግሞ ፍጥነት ያስፈልገናል. በ MOSFET መዋቅር ላይ እንደሚታየው በጂ.ኤስ.ኤ.ዲ.ዲ መካከል ጥገኛ የሆነ አቅም አለ እና የ MOSFET መንዳት በእውነቱ የኃይል መሙያውን መሙላት እና መሙላት ነው። የ capacitor ቻርጅ ማድረግ የአሁኑን ያስፈልገዋል ምክንያቱም የ capacitorን በቅጽበት መሙላት እንደ አጭር ዙር ሊታይ ስለሚችል ፈጣን ጅረት ከፍ ያለ ይሆናል. የMOSFET ሾፌርን በሚመርጡበት ጊዜ / ሲነድፉ በመጀመሪያ ልብ ሊባል የሚገባው የአፋጣኝ የአጭር-ዑደት ፍሰት መጠን ነው።

ሊታወቅ የሚገባው ሁለተኛው ነገር, በአጠቃላይ በከፍተኛ-ደረጃ አንጻፊ NMOS ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው, በጊዜ ላይ ያለው የቮልቴጅ ቮልቴጅ ከምንጩ ቮልቴጅ የበለጠ መሆን አለበት. ከፍተኛ-መጨረሻ ድራይቭ MOSFET ምንጭ ቮልቴጅ እና የፍሳሽ ቮልቴጅ (VCC) ላይ ተመሳሳይ, ስለዚህ ከዚያም በር ቮልቴጅ ከ VCC 4V ወይም 10V. በተመሳሳዩ ስርዓት ውስጥ ከሆነ ከቪሲሲ የበለጠ ትልቅ ቮልቴጅ ለማግኘት በማበልጸጊያ ወረዳ ውስጥ ልዩ ማድረግ አለብን። ብዙ የሞተር አሽከርካሪዎች የተቀናጁ የኃይል መሙያ ፓምፖች አሏቸው ፣ MOSFETን ለመንዳት በቂ የአጭር-የወረዳ ፍሰት ለማግኘት ተገቢውን የውጭ አቅም መምረጥ እንዳለቦት ልብ ሊባል ይገባል። 4V ወይም 10V በቮልቴጅ ላይ በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው MOSFET ነው፣ በእርግጥ ንድፉ፣ የተወሰነ ህዳግ ሊኖርህ ይገባል። የቮልቴጅ ከፍ ባለ መጠን የስቴት ፍጥነት ፍጥነት እና በግዛት ላይ ያለው ተቃውሞ ይቀንሳል. አሁን በተለያዩ መስኮች ጥቅም ላይ የሚውሉ አነስተኛ የቮልቴጅ MOSFET ዎች አሉ ነገር ግን በ 12 ቮ አውቶሞቲቭ ኤሌክትሮኒክስ ሲስተም በአጠቃላይ 4 ቪ በግዛት ላይ በቂ ነው.MOSFETs በጣም ታዋቂው ባህሪ የጥሩውን የመቀያየር ባህሪያት ነው, ስለዚህም በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል. የኤሌክትሮኒካዊ የመቀየሪያ ወረዳዎች ፍላጎት ለምሳሌ የኃይል አቅርቦትን እና የሞተር ድራይቭን መቀየር ፣ ግን ደግሞ የመብራት መፍዘዝ። ከማይቀፊያ የመለዋወጫ ክፍል ጋር እኩል የሆነ እንደ ማብሪያ / ማጥፊያ / ማብሪያ / ማጥፊያ / ማብሪያ / ማጥፊያ / ማጣቀሻ / ማጣቀሻ ነው, ከበሩ ጋር እስካለ ድረስ, ከተወሰነ እሴት የሚሽከረከሩ ናቸው. የቮልቴጅ 4V ወይም 10V.PMOS ባህሪያት, Vgs ከተወሰነ እሴት ያነሰ ያካሂዳል, ምንጩ ከ VCC (ከፍተኛ-ደረጃ አንጻፊ) ጋር ሲገናኝ ለጉዳዩ ተስማሚ ነው. ይሁን እንጂ PMOS እንደ ከፍተኛ አሽከርካሪ በቀላሉ ሊያገለግል ቢችልም, NMOS በአብዛኛው በከፍተኛ ደረጃ አሽከርካሪዎች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው በትልቅ የመቋቋም, ከፍተኛ ዋጋ እና ጥቂት የመተኪያ ዓይነቶች ምክንያት ነው.

አሁን MOSFET ዝቅተኛ-ቮልቴጅ አፕሊኬሽኖችን ያሽከረክራል, የ 5V ሃይል አቅርቦትን ሲጠቀሙ, በዚህ ጊዜ ባህላዊውን የቶተም ምሰሶ መዋቅር ከተጠቀሙ, በትራንዚስተር ምክንያት ወደ 0.7 ቮ የቮልቴጅ ማሽቆልቆል, በዚህም ምክንያት በበሩ ላይ ወደ በሩ ላይ መጨመር ያመጣል. ቮልቴጅ ብቻ 4.3 V. በዚህ ጊዜ, እኛ አንዳንድ ስጋቶች ሕልውና ላይ MOSFET 4.5V መካከል በስመ በር ቮልቴጅ እንመርጣለን. ተመሳሳይ ችግር የሚከሰተው በ 3 ቮ ወይም ሌሎች ዝቅተኛ-ቮልቴጅ የኃይል አቅርቦት አጋጣሚዎች አጠቃቀም ነው. ድርብ ቮልቴጅ በአንዳንድ የቁጥጥር ወረዳዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል አመክንዮ ክፍሉ የተለመደው 5V ወይም 3.3V ዲጂታል ቮልቴጅ ሲጠቀም እና የኃይል ክፍሉ 12V ወይም ከዚያ በላይ ይጠቀማል። ሁለቱ የቮልቴጅዎች የጋራ መሬቶችን በመጠቀም ተያይዘዋል. ይህ ዝቅተኛ የቮልቴጅ ጎን በከፍተኛ የቮልቴጅ ጎን MOSFET ን በብቃት እንዲቆጣጠር የሚያስችለውን ወረዳ የመጠቀምን መስፈርት ያስቀምጣል። የቶተም ምሰሶ መዋቅር የውጤት መስፈርቶችን ማሟላት አይችልም፣ እና ብዙ ከመደርደሪያ ውጭ MOSFET አሽከርካሪ አይሲዎች በር የቮልቴጅ መገደብ መዋቅርን ያካተቱ አይመስሉም። የግቤት ቮልቴጅ ቋሚ እሴት አይደለም, በጊዜ ወይም በሌሎች ሁኔታዎች ይለያያል. ይህ ልዩነት ለ MOSFET በ PWM ወረዳ የሚሰጠውን ድራይቭ ቮልቴጅ ያልተረጋጋ ያደርገዋል። MOSFET ከከፍተኛ የጌት ቮልቴጅ የተጠበቀ ለማድረግ፣ ብዙ MOSFETዎች የቮልቴጅ መጠንን በኃይል ለመገደብ አብሮገነብ የቮልቴጅ ተቆጣጣሪዎች አሏቸው።

 

በዚህ ሁኔታ, የቀረበው ድራይቭ ቮልቴጅ ከተቆጣጠሪው የቮልቴጅ መጠን ሲያልፍ, ትልቅ የማይንቀሳቀስ የኃይል ፍጆታ ያስከትላል በተመሳሳይ ጊዜ, በቀላሉ የበርን ቮልቴጅን ለመቀነስ የ resistor ቮልቴጅ መከፋፈያ መርህን ከተጠቀሙ, በአንጻራዊ ሁኔታ ሲታይ በአንጻራዊነት ይኖራል. ከፍተኛ የግቤት ቮልቴጅ፣ MOSFET በደንብ ይሰራል፣ የግቤት ቮልቴጁ ሲቀንስ የጌት ቮልቴጁ በቂ ባልሆነ ሁኔታ የተሟላ አመራር ለመፍጠር በቂ ካልሆነ፣ በዚህም የኃይል ፍጆታ ይጨምራል።

እዚህ በአንጻራዊነት የተለመደ ዑደት ለ NMOS ሾፌር ዑደት ቀላል ትንታኔን ብቻ ነው-Vl እና Vh ዝቅተኛ-መጨረሻ እና ከፍተኛ-መጨረሻ የኃይል አቅርቦት ናቸው, በቅደም, ሁለቱ ቮልቴጅ ተመሳሳይ ሊሆን ይችላል, ነገር ግን Vl Vh መብለጥ የለበትም. Q1 እና Q2 የተገለበጠ የቶተም ዘንግ ይመሰርታሉ፣ መገለልን ለማግኘት እና በተመሳሳይ ጊዜ ሁለቱ የአሽከርካሪ ቱቦዎች Q3 እና Q4 በአንድ ጊዜ እንዳይበሩ ለማድረግ። R2 እና R3 የ PWM የቮልቴጅ ማመሳከሪያን ያቀርባሉ, እና ይህንን ማጣቀሻ በመቀየር, ወረዳው በደንብ እንዲሰራ ማድረግ ይችላሉ, እና የቮልቴጅ ቮልቴጁ ሙሉ በሙሉ እንዲሰራ ለማድረግ በቂ አይደለም, በዚህም የኃይል ፍጆታ ይጨምራል. R2 እና R3 የ PWM የቮልቴጅ ማመሳከሪያን ያቀርባሉ, ይህንን ማጣቀሻ በመቀየር, ወረዳው በ PWM ምልክት ሞገድ ውስጥ እንዲሰራ መፍቀድ ይችላሉ በአንጻራዊነት ቁልቁል እና ቀጥታ አቀማመጥ. Q3 እና Q4 የማሽከርከር አሁኑን ለማቅረብ ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ በሰዓቱ ምክንያት፣ Q3 እና Q4 ከ Vh እና GND አንፃር በትንሹ የVce የቮልቴጅ ጠብታ ብቻ ናቸው፣ ይህ የቮልቴጅ ጠብታ አብዛኛውን ጊዜ 0.3V ወይም ከዚያ በላይ ብቻ ነው፣ በጣም ያነሰ ነው። ከ 0.7V Vce R5 እና R6 ለበር የቮልቴጅ ናሙና የግብረመልስ ተቃዋሚዎች ናቸው, የቮልቴጁን ናሙና ከተመለከቱ በኋላ, የቮልቴጅ በር ለቮልቴጅ እንደ የግብረመልስ መከላከያ ጥቅም ላይ ይውላል, እና የናሙናው ቮልቴጅ ለቮልቴጅ ጥቅም ላይ ይውላል. R5 እና R6 የበሩን ቮልቴጅ ናሙና ለማድረግ የሚያገለግሉ የግብረ-መልስ ተቃዋሚዎች ናቸው, ከዚያም በ Q5 በኩል በማለፍ በ Q1 እና Q2 መሰረት ላይ ጠንካራ አሉታዊ ግብረመልሶችን ይፈጥራሉ, ስለዚህም የበሩን ቮልቴጅ ወደ ውሱን እሴት ይገድባል. ይህ ዋጋ በ R5 እና R6 ሊስተካከል ይችላል. በመጨረሻም, R1 የመሠረት ጅረትን ወደ Q3 እና Q4 ውሱንነት ያቀርባል, እና R4 ለ MOSFETs በር የአሁኑን ገደብ ያቀርባል, ይህም የ Q3Q4 በረዶ ገደብ ነው. አስፈላጊ ከሆነ የፍጥነት መቆጣጠሪያ ከ R4 በላይ በትይዩ ሊገናኝ ይችላል።                                         

ተንቀሳቃሽ መሣሪያዎችን እና ሽቦ አልባ ምርቶችን ሲነድፉ የምርት አፈጻጸምን ማሻሻል እና የባትሪ ሥራ ጊዜን ማራዘም ዲዛይነሮች ሊያጋጥሟቸው የሚገቡ ሁለት ጉዳዮች ናቸው የዲሲ-ዲሲ መቀየሪያዎች ከፍተኛ ብቃት ፣ ከፍተኛ የውጤት የአሁኑ እና ዝቅተኛ የኩይሰንት ጅረት ጥቅሞች አሏቸው ፣ ይህም ለተንቀሳቃሽ ኃይል በጣም ተስማሚ ናቸው ። መሳሪያዎች.

የዲሲ-ዲሲ መቀየሪያዎች ከፍተኛ ብቃት, ከፍተኛ የውጤት ጅረት እና ዝቅተኛ የኩይሰንት ጅረት ጥቅሞች አሏቸው, ይህም ተንቀሳቃሽ መሳሪያዎችን ለማንቀሳቀስ በጣም ተስማሚ ናቸው. በአሁኑ ጊዜ የዲሲ-ዲሲ መቀየሪያ ዲዛይን ቴክኖሎጂ እድገት ዋና ዋና አዝማሚያዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ: ከፍተኛ-ድግግሞሽ ቴክኖሎጂ: የመቀያየር ድግግሞሽ መጨመር, የመቀየሪያ መቀየሪያው መጠንም ይቀንሳል, የኃይል መጠኑ በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል, እና ተለዋዋጭ. ምላሽ ተሻሽሏል. ትንሽ

የኃይል ዲሲ-ዲሲ መቀየሪያ ድግግሞሽ ወደ ሜጋኸርትዝ ደረጃ ከፍ ይላል። ዝቅተኛ ውፅዓት ቮልቴጅ ቴክኖሎጂ: ሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ቴክኖሎጂ ቀጣይነት ያለው ልማት ጋር, ማይክሮፕሮሰሰር እና ተንቀሳቃሽ የኤሌክትሮኒክስ መሣሪያዎች የክወና ቮልቴጅ ዝቅተኛ እና ዝቅተኛ እየሆነ ነው, ይህም ወደፊት ዲሲ-ዲሲ መለወጫ ወደ ማይክሮፕሮሰሰር እና ተንቀሳቃሽ የኤሌክትሮኒክስ መሣሪያዎች ጋር ለማስማማት ዝቅተኛ ውፅዓት ቮልቴጅ ማቅረብ ይችላሉ ያስፈልገዋል, ይህም. የወደፊቱን የዲሲ-ዲሲ መቀየሪያ ከማይክሮፕሮሰሰር ጋር ለመላመድ ዝቅተኛ የውጤት ቮልቴጅ ሊያቀርብ ይችላል።

ከማይክሮፕሮሰሰር እና ተንቀሳቃሽ የኤሌክትሮኒክስ ዕቃዎች ጋር ለመላመድ ዝቅተኛ የውጤት ቮልቴጅ ለማቅረብ በቂ ነው. እነዚህ የቴክኖሎጂ እድገቶች ለኃይል አቅርቦት ቺፕ ወረዳዎች ዲዛይን ከፍተኛ መስፈርቶችን አስቀምጠዋል. በመጀመሪያ ደረጃ, እየጨመረ በሚሄድ የመቀየሪያ ድግግሞሽ, የመቀየሪያ ክፍሎቹ አፈፃፀም ወደ ፊት ቀርቧል

የ መቀያየርን አባል አፈጻጸም ከፍተኛ መስፈርቶች, እና ተጓዳኝ መቀያየርን ኤለመንት ድራይቭ የወረዳ ሊኖረው ይገባል መደበኛ ክወና ​​ወደ megahertz ደረጃ እስከ ማብሪያ ድግግሞሽ ውስጥ መቀያየርን ኤለመንት. በሁለተኛ ደረጃ, በባትሪ የሚንቀሳቀሱ ተንቀሳቃሽ የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች, የወረዳው ኦፕሬቲንግ ቮልቴጅ ዝቅተኛ ነው (ለምሳሌ በሊቲየም ባትሪዎች).

የሊቲየም ባትሪዎች, ለምሳሌ, የ 2.5 ~ 3.6V ኦፕሬቲንግ ቮልቴጅ), ስለዚህ ለዝቅተኛ ቮልቴጅ የኃይል አቅርቦት ቺፕ.

MOSFET በጣም ዝቅተኛ የመቋቋም አቅም ያለው ዝቅተኛ የኃይል ፍጆታ አሁን ባለው ታዋቂ ከፍተኛ ብቃት ዲሲ-ዲሲ ቺፕ ተጨማሪ MOSFET እንደ ሃይል መቀየሪያ አለው። ነገር ግን በ MOSFETs ትልቅ ጥገኛ አቅም ምክንያት። ይህ ከፍተኛ የክወና ድግግሞሽ ዲሲ-ዲሲ መለወጫዎችን ለመንደፍ ቱቦ ነጂ ወረዳዎች መቀያየርን ንድፍ ላይ ከፍተኛ መስፈርቶችን ያስቀምጣል. በዝቅተኛ የቮልቴጅ ULSI ንድፍ ውስጥ እንደ ትልቅ አቅም ያላቸው ጭነቶች የቡትስትራፕ ማበልጸጊያ መዋቅር እና የአሽከርካሪ ወረዳዎችን በመጠቀም የተለያዩ CMOS፣ BiCMOS አመክንዮ ወረዳዎች አሉ። እነዚህ ወረዳዎች ከ 1 ቮልት ባነሰ የቮልቴጅ አቅርቦት ሁኔታ ላይ በትክክል መስራት የሚችሉ ሲሆን በ 1 ~ 2pF ድግግሞሽ በአስር ሜጋ ቢት ወይም በመቶዎች የሚቆጠሩ ሜጋኸርትዝ ሊደርሱ ይችላሉ. በዚህ ጽሑፍ ውስጥ የቡትስትራፕ ማበልጸጊያ ዑደት ለዝቅተኛ-ቮልቴጅ ፣ ለከፍተኛ የመቀያየር ድግግሞሽ ዲሲ-ዲሲ የመቀየሪያ ድራይቭ ወረዳ ተስማሚ የሆነ ትልቅ የመጫኛ አቅም ድራይቭ አቅም ለመንደፍ ይጠቅማል። ዝቅተኛ-መጨረሻ ቮልቴጅ እና PWM ከፍተኛ-መጨረሻ MOSFETs ለመንዳት. የMOSFET ከፍተኛ የቮልቴጅ መስፈርቶችን ለመንዳት አነስተኛ መጠን PWM ምልክት።