എങ്ങനെ മെച്ചപ്പെടുത്തിയ പാക്കേജ് MOSFET-കൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നു

എൻകാപ്‌സുലേറ്റഡ് മോസ്‌ഫെറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈ അല്ലെങ്കിൽ മോട്ടോർ ഡ്രൈവ് സർക്യൂട്ട് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുമ്പോൾ, മിക്ക ആളുകളും MOS-ൻ്റെ പ്രതിരോധം, പരമാവധി വോൾട്ടേജ് മുതലായവ, പരമാവധി കറൻ്റ് മുതലായവ പരിഗണിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഈ ഘടകങ്ങൾ മാത്രം പരിഗണിക്കുന്ന നിരവധി പേരുണ്ട്. അത്തരം സർക്യൂട്ടുകൾ പ്രവർത്തിച്ചേക്കാം, പക്ഷേ അവ മികച്ചതല്ല, ഔപചാരിക ഉൽപ്പന്ന ഡിസൈനുകളായി അനുവദനീയമല്ല.

MOSFET ൻ്റെയും അടിസ്ഥാന കാര്യങ്ങളുടെയും ഒരു ചെറിയ സംഗ്രഹമാണ് ഇനിപ്പറയുന്നത്മോസ്ഫെറ്റ്ഡ്രൈവർ സർക്യൂട്ടുകൾ, ഞാൻ നിരവധി ഉറവിടങ്ങളെ പരാമർശിക്കുന്നു, എല്ലാം ഒറിജിനൽ അല്ല. MOSFET-കളുടെ ആമുഖം, സവിശേഷതകൾ, ഡ്രൈവ്, ആപ്ലിക്കേഷൻ സർക്യൂട്ടുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. പാക്കേജിംഗ് MOSFET തരങ്ങളും ജംഗ്ഷൻ MOSFET ഒരു FET ആണ് (മറ്റൊരു JFET), മെച്ചപ്പെടുത്തിയ അല്ലെങ്കിൽ ശോഷണം തരം, പി-ചാനൽ അല്ലെങ്കിൽ N-ചാനൽ മൊത്തം നാല് തരത്തിൽ നിർമ്മിക്കാം, എന്നാൽ മെച്ചപ്പെടുത്തിയ N-ചാനൽ MOSFET, മെച്ചപ്പെടുത്തിയ P എന്നിവയുടെ യഥാർത്ഥ ആപ്ലിക്കേഷൻ -ചാനൽ MOSFET, അതിനാൽ സാധാരണയായി NMOS എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ PMOS ഈ രണ്ട് തരങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

ശോഷണ തരം MOSFET-കൾ എന്തുകൊണ്ട് ഉപയോഗിക്കരുത് എന്നതിനെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, അതിൻ്റെ അടിയിലേക്ക് പോകാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നില്ല. ഈ രണ്ട് തരത്തിലുള്ള മെച്ചപ്പെടുത്തൽ MOSFET- കൾക്കായി, NMOS അതിൻ്റെ കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധവും ഫാബ്രിക്കേഷൻ്റെ എളുപ്പവും കാരണം സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. അതിനാൽ വൈദ്യുതി വിതരണവും മോട്ടോർ ഡ്രൈവ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളും സ്വിച്ചുചെയ്യുമ്പോൾ, സാധാരണയായി NMOS ഉപയോഗിക്കുക. ഇനിപ്പറയുന്ന ആമുഖം, മാത്രമല്ല കൂടുതൽഎൻഎംഒഎസ്- അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളത്.

MOSFET-കൾക്ക് മൂന്ന് പിന്നുകൾക്കിടയിൽ പരാന്നഭോജി കപ്പാസിറ്റൻസ് ഉണ്ട്, അത് ആവശ്യമില്ല, പക്ഷേ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയുടെ പരിമിതികൾ കാരണം. ഡ്രൈവ് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ രൂപകല്പനയിലോ തിരഞ്ഞെടുപ്പിലോ പരാദ കപ്പാസിറ്റൻസിൻ്റെ അസ്തിത്വം ചില പ്രശ്‌നങ്ങളുണ്ടാക്കും, പക്ഷേ ഒഴിവാക്കാൻ ഒരു മാർഗവുമില്ല, തുടർന്ന് വിശദമായി വിവരിക്കുന്നു. MOSFET സ്കീമാറ്റിക്കിൽ നിങ്ങൾക്ക് കാണാനാകുന്നതുപോലെ, ഡ്രെയിനിനും ഉറവിടത്തിനും ഇടയിൽ ഒരു പരാന്നഭോജി ഡയോഡ് ഉണ്ട്.

ഇതിനെ ബോഡി ഡയോഡ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു, മോട്ടോറുകൾ പോലുള്ള ഇൻഡക്റ്റീവ് ലോഡുകൾ ഡ്രൈവ് ചെയ്യുന്നതിൽ ഇത് പ്രധാനമാണ്. വഴിയിൽ, ബോഡി ഡയോഡ് വ്യക്തിഗതമായി മാത്രമേ ഉള്ളൂMOSFET-കൾകൂടാതെ സാധാരണയായി ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ചിപ്പിനുള്ളിൽ ഉണ്ടാകില്ല. MOSFET ON Characteristicsഓൺ എന്നതിനർത്ഥം ഒരു സ്വിച്ച് ക്ലോഷറിന് തുല്യമായ ഒരു സ്വിച്ച് ആയി പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നാണ്.

NMOS സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ, ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യത്തേക്കാൾ കൂടുതലുള്ള Vgs, 4V അല്ലെങ്കിൽ 10V ൻ്റെ ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് ഉള്ളിടത്തോളം, ഉറവിടം ഗ്രൗണ്ട് ചെയ്യുമ്പോൾ (ലോ എൻഡ് ഡ്രൈവ്) ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് അനുയോജ്യമാകും. പിഎംഒഎസ് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ, ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യത്തേക്കാൾ കുറവുള്ള വിജിഎസ് നടത്തും, ഉറവിടം വിസിസിയുമായി (ഹൈ-എൻഡ് ഡ്രൈവ്) കണക്റ്റുചെയ്‌തിരിക്കുമ്പോൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് അനുയോജ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, പിഎംഒഎസ് ഒരു ഹൈ എൻഡ് ഡ്രൈവറായി എളുപ്പത്തിൽ ഉപയോഗിക്കാമെങ്കിലും, വലിയ ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ്, ഉയർന്ന വില, കുറച്ച് റീപ്ലേസ്‌മെൻ്റ് തരങ്ങൾ എന്നിവ കാരണം എൻഎംഒഎസ് സാധാരണയായി ഹൈ എൻഡ് ഡ്രൈവറുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പാക്കേജിംഗ് MOSFET സ്വിച്ചിംഗ് ട്യൂബ് നഷ്ടം, അത് NMOS ആയാലും PMOS ആയാലും, ചാലകത്തിന് ശേഷം ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് നിലവിലുണ്ട്, അതിനാൽ വൈദ്യുതധാര ഈ പ്രതിരോധത്തിൽ ഊർജ്ജം ചെലവഴിക്കും, ഉപഭോഗം ചെയ്യുന്ന ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഈ ഭാഗത്തെ ചാലക നഷ്ടം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു ചെറിയ ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് ഉള്ള ഒരു MOSFET തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് ചാലക നഷ്ടം കുറയ്ക്കും. ഇക്കാലത്ത്, ചെറിയ പവർ MOSFET ൻ്റെ ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് സാധാരണയായി പതിനായിരക്കണക്കിന് മില്ലിയോമുകൾ ആണ്, കൂടാതെ കുറച്ച് മില്ലിഓമുകളും ലഭ്യമാണ്. MOS അത് നടത്തുകയും മുറിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ ഒരു തൽക്ഷണം പൂർത്തിയാക്കാൻ പാടില്ല. MOS- ൻ്റെ ഇരുവശത്തുമുള്ള വോൾട്ടേജ് ഒരു കുറയുന്ന പ്രക്രിയ, അതിലൂടെ ഒഴുകുന്ന കറൻ്റ് വർദ്ധിക്കുന്ന പ്രക്രിയയുണ്ട്. ഈ സമയത്ത്, MOSFET ൻ്റെ നഷ്ടം വോൾട്ടേജിൻ്റെയും കറൻ്റിൻ്റെയും ഉൽപ്പന്നമാണ്, അതിനെ സ്വിച്ചിംഗ് ലോസ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. സാധാരണയായി സ്വിച്ചിംഗ് നഷ്ടം ചാലക നഷ്ടത്തേക്കാൾ വളരെ വലുതാണ്, സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി വേഗതയേറിയതാണ്, വലിയ നഷ്ടം. ചാലകത്തിൻ്റെ തൽക്ഷണത്തിൽ വോൾട്ടേജിൻ്റെയും വൈദ്യുതധാരയുടെയും ഉൽപ്പന്നം വളരെ വലുതാണ്, ഇത് വലിയ നഷ്ടത്തിന് കാരണമാകുന്നു.

സ്വിച്ചിംഗ് സമയം കുറയ്ക്കുന്നത് ഓരോ ചാലകത്തിലും നഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നു; സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി കുറയ്ക്കുന്നത് യൂണിറ്റ് സമയത്തിന് സ്വിച്ചുകളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കുന്നു. ഈ രണ്ട് സമീപനങ്ങൾക്കും സ്വിച്ചിംഗ് നഷ്ടം കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും. ചാലകത്തിൻ്റെ തൽക്ഷണത്തിൽ വോൾട്ടേജിൻ്റെയും വൈദ്യുതധാരയുടെയും ഉൽപ്പന്നം വലുതാണ്, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന നഷ്ടവും വലുതാണ്. സ്വിച്ചിംഗ് സമയം കുറയ്ക്കുന്നത് ഓരോ ചാലകത്തിലും നഷ്ടം കുറയ്ക്കും; സ്വിച്ചിംഗ് ആവൃത്തി കുറയ്ക്കുന്നത് ഒരു യൂണിറ്റ് സമയത്തിന് സ്വിച്ചുകളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കും. ഈ രണ്ട് സമീപനങ്ങൾക്കും സ്വിച്ചിംഗ് നഷ്ടം കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും. ഡ്രൈവിംഗ് ബൈപോളാർ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, GS വോൾട്ടേജ് ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യത്തിന് മുകളിലുള്ളിടത്തോളം, ഒരു പാക്കേജുചെയ്ത MOSFET ഓണാക്കാൻ കറൻ്റ് ആവശ്യമില്ലെന്ന് പൊതുവെ വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു. ഇത് ചെയ്യാൻ എളുപ്പമാണ്, എന്നിരുന്നാലും, ഞങ്ങൾക്ക് വേഗതയും ആവശ്യമാണ്. GS, GD എന്നിവയ്ക്കിടയിലുള്ള പരാന്നഭോജി കപ്പാസിറ്റൻസിൻ്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ പൊതിഞ്ഞ MOSFET ൻ്റെ ഘടന കാണാൻ കഴിയും, കൂടാതെ MOSFET ൻ്റെ ഡ്രൈവിംഗ്, വാസ്തവത്തിൽ, കപ്പാസിറ്റൻസിൻ്റെ ചാർജ്ജും ഡിസ്ചാർജും ആണ്. കപ്പാസിറ്റർ ചാർജ് ചെയ്യുന്നതിന് ഒരു കറൻ്റ് ആവശ്യമാണ്, കാരണം കപ്പാസിറ്റർ തൽക്ഷണം ചാർജ് ചെയ്യുന്നത് ഒരു ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടായി കാണാനാകും, അതിനാൽ തൽക്ഷണ കറൻ്റ് വലുതായിരിക്കും. MOSFET ഡ്രൈവർ തിരഞ്ഞെടുക്കുമ്പോൾ/രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുമ്പോൾ ആദ്യം ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട കാര്യം, നൽകാനാകുന്ന തൽക്ഷണ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് കറൻ്റിൻ്റെ വലുപ്പമാണ്.

ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട രണ്ടാമത്തെ കാര്യം, ഹൈ-എൻഡ് ഡ്രൈവ് എൻഎംഒഎസിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന, ഓൺ-ടൈം ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് ഉറവിട വോൾട്ടേജിനേക്കാൾ വലുതായിരിക്കണം എന്നതാണ്. ഹൈ-എൻഡ് ഡ്രൈവ് MOSFET കണ്ടക്ഷൻ സോഴ്‌സ് വോൾട്ടേജും ഡ്രെയിൻ വോൾട്ടേജും (VCC) ഒരുപോലെയാണ്, അതിനാൽ ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് VCC 4 V അല്ലെങ്കിൽ 10 V ആണ്. ഒരേ സിസ്റ്റത്തിലാണെങ്കിൽ, VCC-യെക്കാൾ വലിയ വോൾട്ടേജ് ലഭിക്കാൻ, നമ്മൾ ഇതിൽ സ്പെഷ്യലൈസ് ചെയ്യണം. ബൂസ്റ്റിംഗ് സർക്യൂട്ടുകൾ. പല മോട്ടോർ ഡ്രൈവർമാർക്കും സംയോജിത ചാർജ് പമ്പുകൾ ഉണ്ട്, MOSFET ഓടിക്കാൻ മതിയായ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് കറൻ്റ് ലഭിക്കുന്നതിന്, നിങ്ങൾ ഉചിതമായ ബാഹ്യ കപ്പാസിറ്റൻസ് തിരഞ്ഞെടുക്കണം എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. MOSFET ൻ്റെ ഓൺ-സ്റ്റേറ്റ് വോൾട്ടേജിൽ 4V അല്ലെങ്കിൽ 10V സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, തീർച്ചയായും, ഡിസൈനിന് ഒരു നിശ്ചിത മാർജിൻ ആവശ്യമാണ്. ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ്, വേഗത്തിലുള്ള ഓൺ-സ്റ്റേറ്റ് വേഗതയും താഴ്ന്ന നിലയിലുള്ള പ്രതിരോധവും. ഇക്കാലത്ത്, വ്യത്യസ്ത ഫീൽഡുകളിൽ ചെറിയ ഓൺ-സ്റ്റേറ്റ് വോൾട്ടേജുള്ള MOSFET-കൾ ഉണ്ട്, എന്നാൽ 12V ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഇലക്ട്രോണിക് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ, പൊതുവെ 4V ഓൺ-സ്റ്റേറ്റ് മതി.MOSFET ഡ്രൈവ് സർക്യൂട്ടും അതിൻ്റെ നഷ്ടവും.