ചെറിയ വോൾട്ടേജ് മോസ്ഫെറ്റുകളുടെ പങ്ക് എന്താണ്?

നിരവധി ഇനങ്ങൾ ഉണ്ട്MOSFET-കൾ, പ്രധാനമായും ജംഗ്ഷൻ MOSFET-കൾ, ഇൻസുലേറ്റഡ് ഗേറ്റ് MOSFET-കൾ എന്നിങ്ങനെ രണ്ട് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു, എല്ലാത്തിനും N-ചാനൽ, P-ചാനൽ പോയിൻ്റുകൾ ഉണ്ട്.

 

MOSFET എന്നറിയപ്പെടുന്ന മെറ്റൽ-ഓക്സൈഡ്-അർദ്ധചാലക ഫീൽഡ്-ഇഫക്റ്റ് ട്രാൻസിസ്റ്റർ, ശോഷണ തരം MOSFET, മെച്ചപ്പെടുത്തൽ തരം MOSFET എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു.

 

MOSFET-കളെ സിംഗിൾ-ഗേറ്റ്, ഡ്യുവൽ-ഗേറ്റ് ട്യൂബുകളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഡ്യുവൽ-ഗേറ്റ് MOSFET-ന് രണ്ട് സ്വതന്ത്ര ഗേറ്റ് G1 ഉം G2 ഉം ഉണ്ട്, രണ്ട് സിംഗിൾ-ഗേറ്റ് MOSFET-കൾക്ക് തുല്യമായ നിർമ്മാണത്തിൽ നിന്ന്, രണ്ട് ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് കൺട്രോൾ വഴി അതിൻ്റെ ഔട്ട്പുട്ട് കറൻ്റ് മാറുന്നു. ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ആംപ്ലിഫയറുകൾ, ഗെയിൻ കൺട്രോൾ ആംപ്ലിഫയറുകൾ, മിക്സറുകൾ, ഡെമോഡുലേറ്ററുകൾ എന്നിവയായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ ഇരട്ട-ഗേറ്റ് മോസ്ഫെറ്റുകളുടെ ഈ സ്വഭാവം മികച്ച സൗകര്യം നൽകുന്നു.

 

1, മോസ്ഫെറ്റ്തരവും ഘടനയും

MOSFET എന്നത് ഒരു തരം FET ആണ് (മറ്റൊരു തരം JFET ആണ്), മെച്ചപ്പെടുത്തിയതോ ശോഷണം ചെയ്യുന്നതോ ആയ തരം, പി-ചാനൽ അല്ലെങ്കിൽ N-ചാനൽ മൊത്തം നാല് തരത്തിൽ നിർമ്മിക്കാം, എന്നാൽ മെച്ചപ്പെടുത്തിയ N-ചാനൽ MOSFET, മെച്ചപ്പെടുത്തിയ P- എന്നിവയുടെ സൈദ്ധാന്തിക പ്രയോഗം മാത്രം. ചാനൽ MOSFET, അതിനാൽ സാധാരണയായി NMOS എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ PMOS ഈ രണ്ട് തരങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ശോഷണ തരം MOSFET-കൾ എന്തുകൊണ്ട് ഉപയോഗിക്കരുത് എന്നതിനെക്കുറിച്ച്, മൂലകാരണത്തിനായി തിരയാൻ ശുപാർശ ചെയ്യരുത്. മെച്ചപ്പെടുത്തിയ രണ്ട് MOSFET-കളെ സംബന്ധിച്ച്, NMOS ആണ് കൂടുതലായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്, കാരണം ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് ചെറുതും നിർമ്മിക്കാൻ എളുപ്പവുമാണ്. അതിനാൽ വൈദ്യുതി വിതരണവും മോട്ടോർ ഡ്രൈവ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളും സ്വിച്ചുചെയ്യുമ്പോൾ, സാധാരണയായി NMOS ഉപയോഗിക്കുക. ഇനിപ്പറയുന്ന ഉദ്ധരണി, മാത്രമല്ല കൂടുതൽ NMOS-അടിസ്ഥാനവും. മൂന്ന് പിന്നുകൾക്കിടയിൽ MOSFET പരാന്നഭോജി കപ്പാസിറ്റൻസിൻ്റെ മൂന്ന് പിന്നുകൾ നിലവിലുണ്ട്, അത് നമ്മുടെ ആവശ്യമല്ല, മറിച്ച് നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയുടെ പരിമിതികൾ മൂലമാണ്. കുറച്ച് സമയം ലാഭിക്കാൻ ഡ്രൈവ് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ രൂപകൽപ്പനയിലോ തിരഞ്ഞെടുപ്പിലോ പരാന്നഭോജി കപ്പാസിറ്റൻസിൻ്റെ അസ്തിത്വം, പക്ഷേ ഒഴിവാക്കാൻ ഒരു മാർഗവുമില്ല, തുടർന്ന് വിശദമായ ആമുഖം. MOSFET സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രാമിൽ ഒരു പരാന്നഭോജി ഡയോഡിന് ഇടയിലുള്ള ചോർച്ചയും ഉറവിടവും കാണാം. ഇതിനെ ബോഡി ഡയോഡ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഡ്രൈവിംഗ് യുക്തിസഹമായ ലോഡുകളിൽ, ഈ ഡയോഡ് വളരെ പ്രധാനമാണ്. വഴിയിൽ, ബോഡി ഡയോഡ് ഒരൊറ്റ MOSFET-ൽ മാത്രമേ നിലനിൽക്കുന്നുള്ളൂ, സാധാരണയായി ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ചിപ്പിനുള്ളിലല്ല.

 

2, MOSFET ചാലക സവിശേഷതകൾ

ഒരു സ്വിച്ച് ക്ലോഷറിന് തുല്യമായ ഒരു സ്വിച്ച് എന്ന നിലയിലാണ് ചാലകതയുടെ പ്രാധാന്യം. NMOS സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ, ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യത്തേക്കാൾ കൂടുതലുള്ള Vgs നടത്തുന്നു, ഉറവിടം ഗ്രൗണ്ട് ചെയ്യുമ്പോൾ (ലോ എൻഡ് ഡ്രൈവ്), ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് മാത്രം വരുന്ന സാഹചര്യത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് അനുയോജ്യമാണ്. 4V അല്ലെങ്കിൽ 10V.PMOS സ്വഭാവസവിശേഷതകളിൽ, ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യത്തിൽ താഴെയുള്ള Vgs നടത്തുന്നു, ഉറവിടം VCC-യിലേക്ക് (ഹൈ-എൻഡ് ഡ്രൈവ്) കണക്‌റ്റ് ചെയ്‌തിരിക്കുമ്പോൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് അനുയോജ്യമാണ്.

എന്നിരുന്നാലും, തീർച്ചയായും, പിഎംഒഎസ് ഒരു ഹൈ-എൻഡ് ഡ്രൈവറായി ഉപയോഗിക്കാൻ വളരെ എളുപ്പമാണ്, എന്നാൽ ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ്, ചെലവേറിയ, കുറഞ്ഞ തരത്തിലുള്ള എക്സ്ചേഞ്ചുകളും മറ്റ് കാരണങ്ങളും കാരണം, ഹൈ-എൻഡ് ഡ്രൈവറിൽ, സാധാരണയായി ഇപ്പോഴും NMOS ഉപയോഗിക്കുന്നു.

 

3, മോസ്ഫെറ്റ്സ്വിച്ചിംഗ് നഷ്ടം

അത് NMOS ആയാലും PMOS ആയാലും, ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് നിലനിന്നതിന് ശേഷം, ഈ പ്രതിരോധത്തിൽ കറൻ്റ് ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കും, ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഈ ഭാഗത്തെ ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് നഷ്ടം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു ചെറിയ ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് ഉള്ള ഒരു MOSFET തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് നഷ്ടം കുറയ്ക്കും. സാധാരണ ലോ-പവർ MOSFET ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് സാധാരണയായി പതിനായിരക്കണക്കിന് മില്ലിഓമുകളിലായിരിക്കും, അവിടെ കുറച്ച് മില്ലിഓം. കൃത്യസമയത്തും കട്ട്-ഓഫിലും ഉള്ള MOS, MOS-ൽ ഉടനീളമുള്ള വോൾട്ടേജ് തൽക്ഷണം പൂർത്തിയാകാൻ പാടില്ല, വീഴുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയുണ്ട്, കറൻ്റ് ഉയരുന്ന പ്രക്രിയയിലൂടെ ഒഴുകുന്നു, ഈ സമയത്ത്, MOSFET ൻ്റെ നഷ്ടം വോൾട്ടേജിൻ്റെയും കറൻ്റിൻ്റെയും ഉൽപ്പന്നത്തെ സ്വിച്ചിംഗ് ലോസ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. സാധാരണയായി സ്വിച്ചിംഗ് നഷ്ടം ചാലക നഷ്ടത്തേക്കാൾ വളരെ വലുതാണ്, സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി വേഗതയേറിയതാണ്, വലിയ നഷ്ടം. വോൾട്ടേജും വൈദ്യുത പ്രവാഹവും ഉള്ള ഒരു വലിയ ഉൽപ്പന്നം ചാലകത്തിൻ്റെ തൽക്ഷണം വലിയ നഷ്ടം ഉണ്ടാക്കുന്നു. സ്വിച്ചിംഗ് സമയം കുറയ്ക്കുന്നത് ഓരോ ചാലകത്തിലും നഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നു; സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി കുറയ്ക്കുന്നത് യൂണിറ്റ് സമയത്തിന് സ്വിച്ചുകളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കുന്നു. രണ്ട് സമീപനങ്ങളും സ്വിച്ചിംഗ് നഷ്ടം കുറയ്ക്കും.

 
4, MOSFET ഡ്രൈവ്

ബൈപോളാർ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, MOSFET നടത്തുന്നതിന് കറൻ്റ് ആവശ്യമില്ല, GS വോൾട്ടേജ് ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യത്തിന് മുകളിലാണെങ്കിൽ മാത്രം. ഇത് ചെയ്യാൻ എളുപ്പമാണ്, എന്നിരുന്നാലും, ഞങ്ങൾക്ക് വേഗതയും ആവശ്യമാണ്. MOSFET ൻ്റെ ഘടനയിൽ GS, GD എന്നിവയ്ക്കിടയിൽ ഒരു പരാന്നഭോജി കപ്പാസിറ്റൻസ് ഉണ്ടെന്ന് നിങ്ങൾക്ക് കാണാൻ കഴിയും, കൂടാതെ MOSFET ൻ്റെ ഡ്രൈവിംഗ്, സിദ്ധാന്തത്തിൽ, കപ്പാസിറ്റൻസിൻ്റെ ചാർജിംഗും ഡിസ്ചാർജും ആണ്. കപ്പാസിറ്റർ ചാർജ് ചെയ്യുന്നതിന് ഒരു കറൻ്റ് ആവശ്യമാണ്, കപ്പാസിറ്റർ തൽക്ഷണം ചാർജ് ചെയ്യുന്നത് ഒരു ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടായി കാണാൻ കഴിയുന്നതിനാൽ, തൽക്ഷണ കറൻ്റ് ഉയർന്നതായിരിക്കും. MOSFET ഡ്രൈവിൻ്റെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ് / രൂപകൽപ്പന ആദ്യം ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടത് തൽക്ഷണ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് കറൻ്റിൻ്റെ വലുപ്പമാണ്. ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട രണ്ടാമത്തെ കാര്യം, ഹൈ-എൻഡ് ഡ്രൈവ് എൻഎംഒഎസിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് ഉറവിട വോൾട്ടേജിനേക്കാൾ കൂടുതലാണ് എന്നതാണ്. ഹൈ-എൻഡ് ഡ്രൈവ് MOS ട്യൂബ് ചാലക ഉറവിട വോൾട്ടേജും ഡ്രെയിൻ വോൾട്ടേജും (VCC) ഒരുപോലെയാണ്, അതിനാൽ VCC 4V അല്ലെങ്കിൽ 10V യെക്കാൾ ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ്. അതേ സിസ്റ്റത്തിൽ, വിസിസിയേക്കാൾ വലിയ വോൾട്ടേജ് ലഭിക്കുന്നതിന്, നമുക്ക് ഒരു പ്രത്യേക ബൂസ്റ്റ് സർക്യൂട്ട് ആവശ്യമാണ്. പല മോട്ടോർ ഡ്രൈവറുകളും സംയോജിത ചാർജ് പമ്പാണ്, ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടത് MOSFET ഓടിക്കാൻ ആവശ്യമായ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് കറൻ്റ് ലഭിക്കുന്നതിന് ഉചിതമായ ബാഹ്യ കപ്പാസിറ്റർ തിരഞ്ഞെടുക്കണം. മുകളിൽ പറഞ്ഞ 4V അല്ലെങ്കിൽ 10V സാധാരണയായി വോൾട്ടേജിൽ MOSFET ഉപയോഗിക്കുന്നു, തീർച്ചയായും ഡിസൈൻ, ഒരു നിശ്ചിത മാർജിൻ ആവശ്യമാണ്. ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ്, വേഗത്തിലുള്ള ഓൺ-സ്റ്റേറ്റ് വേഗതയും താഴ്ന്ന നിലയിലുള്ള പ്രതിരോധവും. സാധാരണയായി വ്യത്യസ്ത വിഭാഗങ്ങളിൽ ചെറിയ ഓൺ-സ്റ്റേറ്റ് വോൾട്ടേജ് MOSFET-കൾ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്, എന്നാൽ 12V ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഇലക്ട്രോണിക്സ് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ, സാധാരണ 4V ഓൺ-സ്റ്റേറ്റ് മതിയാകും.

 

 

MOSFET ൻ്റെ പ്രധാന പാരാമീറ്ററുകൾ ഇനിപ്പറയുന്നവയാണ്:

 

1. ഗേറ്റ് സോഴ്‌സ് ബ്രേക്ക്‌ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് ബിവിജിഎസ് - ഗേറ്റ് സോഴ്‌സ് വോൾട്ടേജ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയിൽ, ഗേറ്റ് സ്രോതസ് ബ്രേക്ക്‌ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് ബിവിജിഎസ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന വിജിഎസിൽ മൂർച്ചയുള്ള വർദ്ധനവ് ആരംഭിക്കുന്നതിന് പൂജ്യത്തിൽ നിന്ന് ഗേറ്റ് കറൻ്റ് ഐജി.

 

2. ടേൺ-ഓൺ വോൾട്ടേജ് VT - ടേൺ-ഓൺ വോൾട്ടേജ് (ത്രെഷോൾഡ് വോൾട്ടേജ് എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു): സോഴ്സ് എസ് ഉണ്ടാക്കുക, ചാലക ചാനലിൻ്റെ ആരംഭത്തിനിടയിൽ D ഡ്രെയിനേജ് ആവശ്യമായ ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് ഉണ്ടാക്കുന്നു; - സ്റ്റാൻഡേർഡ് N-ചാനൽ MOSFET, VT ഏകദേശം 3 ~ 6V ആണ്; - മെച്ചപ്പെടുത്തൽ പ്രക്രിയയ്ക്ക് ശേഷം, MOSFET VT മൂല്യം 2 ~ 3V ആയി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും.

 

3. ഡ്രെയിൻ ബ്രേക്ക്‌ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് ബിവിഡിഎസ് - വിജിഎസ് = 0 (റിൻഫോഴ്‌സ്ഡ്) എന്ന അവസ്ഥയിൽ, ഡ്രെയിൻ വോൾട്ടേജ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയിൽ, വിഡിഎസിനെ ഡ്രെയിൻ ബ്രേക്ക്‌ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് ബിവിഡിഎസ് എന്ന് വിളിക്കുമ്പോൾ ഐഡി ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു - ഐഡി കാരണം നാടകീയമായി വർദ്ധിച്ചു ഇനിപ്പറയുന്ന രണ്ട് വശങ്ങൾ:

 

(1) ഡ്രെയിൻ ഇലക്‌ട്രോഡിന് സമീപമുള്ള ഡിപ്ലിഷൻ ലെയറിൻ്റെ ഹിമപാതം

 

(2) ഡ്രെയിൻ-സോഴ്സ് ഇൻ്റർ-പോൾ പെനട്രേഷൻ ബ്രേക്ക്ഡൌൺ - ചില ചെറിയ വോൾട്ടേജ് MOSFET, അതിൻ്റെ ചാനൽ ദൈർഘ്യം കുറവാണ്, കാലാകാലങ്ങളിൽ VDS വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ വിഡിഎസ് ഇടയ്ക്കിടെ സ്രോതസ് മേഖലയിലേക്ക് വികസിപ്പിക്കാൻ ഡീപ്ലെഷൻ ലെയറിൻ്റെ ഡ്രെയിൻ റീജിയൻ ഉണ്ടാക്കും. , അതിനാൽ പൂജ്യത്തിൻ്റെ ചാനൽ ദൈർഘ്യം, അതായത്, ഡ്രെയിൻ-സ്രോതസ് നുഴഞ്ഞുകയറ്റം, നുഴഞ്ഞുകയറ്റം, ഭൂരിഭാഗം കാരിയറുകളുടെയും ഉറവിട മേഖല, ഉറവിട മേഖല, വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൻ്റെ ആഗിരണത്തിൻ്റെ ശോഷണ പാളിയെ നേരിടാൻ നേരായതായിരിക്കും, ചോർച്ച മേഖലയിൽ എത്തിച്ചേരുന്നതിന്, ഒരു വലിയ ഐഡി.

 

4. DC ഇൻപുട്ട് റെസിസ്റ്റൻസ് RGS-അതായത്, ഗേറ്റ് ഉറവിടത്തിനും ഗേറ്റ് കറൻ്റിനുമിടയിൽ ചേർത്ത വോൾട്ടേജിൻ്റെ അനുപാതം, ഈ സ്വഭാവം ചിലപ്പോൾ ഗേറ്റിലൂടെ ഒഴുകുന്ന ഗേറ്റ് കറൻ്റിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു MOSFET ൻ്റെ RGS 1010Ω കവിയാൻ എളുപ്പമാണ്. 5.

 

5. വ്യവസ്ഥകളുടെ ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യത്തിനായുള്ള VDS-ൽ ലോ-ഫ്രീക്വൻസി ട്രാൻസ്‌കണ്ടക്‌ടൻസ് gm, ഡ്രെയിൻ കറൻ്റിൻ്റെ മൈക്രോവേരിയൻസ്, ഈ മാറ്റം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഗേറ്റ് സോഴ്‌സ് വോൾട്ടേജ് മൈക്രോവേരിയൻസ് എന്നിവയെ ട്രാൻസ്‌കണ്ടക്റ്റൻസ് gm എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് ഗേറ്റ് സോഴ്‌സ് വോൾട്ടേജിൻ്റെ നിയന്ത്രണം പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു. ഡ്രെയിൻ കറൻ്റ് എന്നത് ഒരു പ്രധാന പാരാമീറ്ററിൻ്റെ MOSFET ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ കാണിക്കുന്നതിനാണ്, സാധാരണയായി കുറച്ച് മുതൽ കുറച്ച് mA / V വരെ. MOSFET ന് 1010Ω എളുപ്പത്തിൽ കവിയാൻ കഴിയും.