പവർ മോസ്ഫെറ്റുകളുടെ പ്രയോജനങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്?

പവർ മോസ്ഫെറ്റുകൾ ആധുനിക പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ തിരഞ്ഞെടുക്കാനുള്ള ഉപകരണമായി മാറിയിരിക്കുന്നു, അവരുടെ മികച്ച പ്രകടന സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉപയോഗിച്ച് വ്യവസായത്തിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഇന്നത്തെ ഇലക്‌ട്രോണിക് സംവിധാനങ്ങളിൽ പവർ മോസ്ഫെറ്റുകളെ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്തതാക്കുന്ന നിരവധി ഗുണങ്ങൾ ഈ സമഗ്ര വിശകലനം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു.

1. വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിത പ്രവർത്തനം

നിലവിലെ നിയന്ത്രിത ഉപകരണങ്ങളായ ബൈപോളാർ ജംഗ്ഷൻ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ (ബിജെടി) പോലെയല്ല, പവർ മോസ്ഫെറ്റുകൾ വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിതമാണ്. ഈ അടിസ്ഥാന സ്വഭാവം നിരവധി സുപ്രധാന നേട്ടങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു:

ലളിതമാക്കിയ ഗേറ്റ് ഡ്രൈവ് ആവശ്യകതകൾ
കൺട്രോൾ സർക്യൂട്ടിൽ കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം
വേഗത്തിലുള്ള സ്വിച്ചിംഗ് കഴിവുകൾ
ദ്വിതീയ തകർച്ച ആശങ്കകളൊന്നുമില്ല

BJT, MOSFET ഗേറ്റ് ഡ്രൈവ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ താരതമ്യം

ചിത്രം 1: BJT-കളെ അപേക്ഷിച്ച് MOSFET-കളുടെ ലളിതമാക്കിയ ഗേറ്റ് ഡ്രൈവ് ആവശ്യകതകൾ

2. സുപ്പീരിയർ സ്വിച്ചിംഗ് പ്രകടനം

ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സ്വിച്ചിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ പവർ മോസ്ഫെറ്റുകൾ മികവ് പുലർത്തുന്നു, പരമ്പരാഗത ബിജെടികളെ അപേക്ഷിച്ച് നിരവധി നേട്ടങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു:

MOSFET ഉം BJT ഉം തമ്മിലുള്ള സ്വിച്ചിംഗ് സ്പീഡ് താരതമ്യം

ചിത്രം 2: MOSFET-ഉം BJT-യും തമ്മിലുള്ള വേഗത താരതമ്യം

പരാമീറ്റർ	പവർ MOSFET	ബി.ജെ.ടി
സ്വിച്ചിംഗ് സ്പീഡ്	വളരെ വേഗം (എൻഎസ് ശ്രേണി)	മിതമായ (μs ശ്രേണി)
മാറുന്ന നഷ്ടങ്ങൾ	താഴ്ന്നത്	ഉയർന്നത്
പരമാവധി സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി	>1 MHz	~100 kHz

3. താപ സ്വഭാവഗുണങ്ങൾ

പവർ മോസ്ഫെറ്റുകൾ അവയുടെ വിശ്വാസ്യതയ്ക്കും പ്രകടനത്തിനും സംഭാവന ചെയ്യുന്ന ഉയർന്ന താപ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു:

താപ സവിശേഷതകളും താപനില ഗുണകവും

ചിത്രം 3: MOSFET-കളിലെ RDS(ഓൺ) താപനില ഗുണകം

പോസിറ്റീവ് താപനില ഗുണകം താപ റൺവേയെ തടയുന്നു
സമാന്തര പ്രവർത്തനത്തിൽ മികച്ച കറൻ്റ് പങ്കിടൽ
ഉയർന്ന താപ സ്ഥിരത
വിശാലമായ സുരക്ഷിത പ്രവർത്തന മേഖല (SOA)

4. കുറഞ്ഞ സംസ്ഥാന പ്രതിരോധം

ആധുനിക പവർ MOSFET-കൾ വളരെ കുറഞ്ഞ ഓൺ-സ്റ്റേറ്റ് പ്രതിരോധം (RDS(on)) കൈവരിക്കുന്നു, ഇത് നിരവധി നേട്ടങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു:

RDS(ഓൺ) മെച്ചപ്പെടുത്തലിൻ്റെ ചരിത്രപരമായ പ്രവണത

ചിത്രം 4: MOSFET RDS-ലെ ചരിത്രപരമായ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ(ഓൺ)

5. സമാന്തര ശേഷി

ഉയർന്ന വൈദ്യുതധാരകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിനായി പവർ മോസ്ഫെറ്റുകളെ സമാന്തരമായി എളുപ്പത്തിൽ ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അവയുടെ പോസിറ്റീവ് താപനില ഗുണകത്തിന് നന്ദി:

MOSFET-കളുടെ സമാന്തര പ്രവർത്തനം

ചിത്രം 5: സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള MOSFET-കളിലെ നിലവിലെ പങ്കിടൽ

6. പരുഷതയും വിശ്വാസ്യതയും

പവർ മോസ്‌ഫെറ്റുകൾ മികച്ച പരുക്കനും വിശ്വാസ്യതയും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു:

ദ്വിതീയ തകർച്ച പ്രതിഭാസമില്ല
റിവേഴ്സ് വോൾട്ടേജ് സംരക്ഷണത്തിനായി അന്തർലീനമായ ബോഡി ഡയോഡ്
മികച്ച ഹിമപാത ശേഷി
ഉയർന്ന dV/dt ശേഷി

സുരക്ഷിതമായ പ്രവർത്തന മേഖല താരതമ്യം

ചിത്രം 6: MOSFET ഉം BJT ഉം തമ്മിലുള്ള സേഫ് ഓപ്പറേറ്റിംഗ് ഏരിയ (SOA) താരതമ്യം

7. ചെലവ്-ഫലപ്രാപ്തി

വ്യക്തിഗത പവർ MOSFET-കൾക്ക് BJT-കളെ അപേക്ഷിച്ച് ഉയർന്ന പ്രാരംഭ ചെലവ് ഉണ്ടായിരിക്കുമെങ്കിലും, അവയുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള സിസ്റ്റം-ലെവൽ ആനുകൂല്യങ്ങൾ പലപ്പോഴും ചെലവ് ലാഭിക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു: