Велика корпусна схема драйвера MOSFET

Перш за все, тип і структура MOSFET, MOSFET - це польовий транзистор (інший - JFET), може бути виготовлений у розширений або виснажений тип, P-канальний або N-канальний загалом чотири типи, але фактичне застосування лише покращеного N -канальні МОП-транзистори та розширені Р-канальні МОП-транзистори, які зазвичай називаються NMOSFET, або PMOSFET відноситься до так зазвичай згадуваного NMOSFET, або PMOSFET відноситься до цих двох типів. Для цих двох типів удосконалених MOSFET частіше використовуються NMOSFET через їх низький опір увімкнення та простоту виготовлення. Таким чином, NMOSFET зазвичай використовуються в імпульсних джерелах живлення та приводах двигунів, і наступний вступ також зосереджується на NMOSFET. паразитна ємність існує між трьома контактамиMOSFET, що не потрібно, а скоріше через обмеження виробничого процесу. Наявність паразитної ємності робить дещо складним проектування або вибір схеми драйвера. Між стоком і витоком є ​​паразитний діод. Це називається корпусним діодом і важливий для керування індуктивними навантаженнями, такими як двигуни. До речі, корпусний діод присутній лише в окремих МОП-транзисторах і зазвичай відсутній усередині мікросхеми.

 

  

 

ТеперMOSFETкерувати низьковольтними програмами, коли використовується джерело живлення 5 В, цього разу, якщо ви використовуєте традиційну структуру тотемного стовпа, через транзистор буде приблизно 0,7 В падіння напруги, в результаті чого фактичне остаточне додавання до воріт на напрузі є лише 4,3 В. У цей час ми вибираємо номінальну напругу затвора MOSFET 4,5 В на наявність певних ризиків. Така ж проблема виникає під час використання джерела живлення 3 В або інших джерел низької напруги. Подвійна напруга використовується в деяких схемах керування, де логічна секція використовує типову цифрову напругу 5 В або 3,3 В, а секція живлення використовує 12 В або навіть вище. Дві напруги з’єднані за допомогою загального заземлення. Це висуває вимогу використовувати схему, яка дозволяє стороні низької напруги ефективно керувати MOSFET на стороні високої напруги, тоді як MOSFET на стороні високої напруги зіткнеться з тими ж проблемами, згаданими в 1 і 2.

 

У всіх трьох випадках структура тотемного стовпа не може задовольнити вихідні вимоги, і багато стандартних мікросхем драйверів MOSFET, здається, не включають структуру обмеження напруги на затворі. Вхідна напруга не є фіксованим значенням, воно змінюється з часом або іншими факторами. Ця зміна призводить до того, що напруга приводу, що подається на MOSFET схемою ШІМ, є нестабільною. Щоб захистити МОП-транзистор від високих напруг на затворі, багато МОП-транзисторів мають вбудовані стабілізатори напруги для примусового обмеження амплітуди напруги затвора. У цьому випадку, коли напруга приводу забезпечується більшою, ніж регулятор напруги, це одночасно спричинить велике статичне споживання енергії. Якщо ви просто використовуєте принцип резисторного дільника напруги, щоб зменшити напругу на затворі, буде відносно висока вхідна напруга, вMOSFETпрацює добре, тоді як вхідна напруга зменшується, коли напруга на затворі недостатня, щоб викликати неповну провідність, тим самим збільшуючи споживання електроенергії.

 

Відносно поширена схема тут лише для схеми драйвера NMOSFET для виконання простого аналізу: Vl і Vh є джерелом живлення нижнього та високого класів, дві напруги можуть бути однаковими, але Vl не має перевищувати Vh. Q1 і Q2 утворюють перевернутий тотемний полюс, який використовується для реалізації ізоляції та в той же час для забезпечення того, що дві провідні трубки Q3 і Q4 не матимуть однакової провідності в часі. R2 і R3 забезпечують напругу ШІМ. R2 і R3 забезпечують опорну напругу ШІМ, змінюючи це посилання, ви можете дозволити схемі працювати у відносно крутій і прямій формі сигналу ШІМ. Q3 і Q4 використовуються для забезпечення струму приводу, через час увімкнення, Q3 і Q4 відносно Vh і GND є лише мінімальним падінням напруги Vce, це падіння напруги зазвичай становить лише 0,3 В або близько того, набагато нижче ніж 0,7 В Vce R5 і R6 є резисторами зворотного зв’язку, які використовуються для затвора R5 і R6 є резисторами зворотного зв’язку, які використовуються для вибірки напруги затвора, яка потім пропускається через Q5 для створення сильного негативного зворотного зв’язку на базах Q1 і Q2, таким чином обмежуючи напруга на затворі до кінцевого значення. Це значення можна регулювати за допомогою R5 і R6. Нарешті, R1 забезпечує обмеження базового струму для Q3 і Q4, а R4 забезпечує обмеження струму затвора для MOSFET, що є обмеженням Ice Q3Q4. При необхідності над R4 можна підключити прискорювальний конденсатор.