Які сценарії застосування MOSFET?

МОП-транзистори широко використовуються в аналогових і цифрових схемах і тісно пов’язані з нашим життям. Перевагами МОП-транзисторів є: схема приводу є відносно простою. МОП-транзистори вимагають набагато меншого струму приводу, ніж транзистори BJT, і зазвичай можуть керуватися безпосередньо КМОП або відкритим колектором. Схеми драйверів TTL. По-друге, МОП-транзистори перемикаються швидше і можуть працювати на вищих швидкостях, оскільки немає ефекту накопичення заряду. Крім того, МОП-транзистори не мають вторинного механізму відмови від пробою. Чим вища температура, часто тим сильніша витривалість, тим менша ймовірність термічного пробою, але також у ширшому діапазоні температур, щоб забезпечити кращу продуктивність. МОП-транзисти використовувалися у великій кількості застосувань, у побутовій електроніці, промислових виробах, електромеханіці. обладнання, смартфони та інші портативні цифрові електронні вироби можна знайти всюди.

Аналіз застосування MOSFET

1、Програми для перемикання джерел живлення

За визначенням, ця програма вимагає від МОП-транзисторів для проведення та періодичного відключення. У той же час існують десятки топологій, які можна використовувати для імпульсного джерела живлення, наприклад джерело живлення DC-DC, яке зазвичай використовується в базовому понижувальному перетворювачі, покладається на два MOSFET для виконання функції перемикання, ці перемикачі по черзі в індукторі для зберігання енергії, а потім відкрити енергію для навантаження. В даний час розробники часто вибирають частоти в сотні кГц і навіть вище 1 МГц, через те, що чим вища частота, тим менше і легше магнітні компоненти. Другими за важливістю параметрами MOSFET в імпульсних джерелах живлення є вихідна ємність, порогова напруга, опір затвора та енергія лавини.

2, програми керування двигуном

Програми керування двигуном є ще однією сферою застосування електроенергіїMOSFET. У типових напівмостових схемах керування використовуються два МОП-транзистори (у повному мосту використовуються чотири), але час вимкнення двох МОП-транзисторів (мертвий час) дорівнює. Для цієї програми час зворотного відновлення (trr) дуже важливий. Під час керування індуктивним навантаженням (наприклад, обмоткою двигуна) схема керування перемикає МОП-транзистор у мостовій схемі у вимкнений стан, після чого інший перемикач у мостовій схемі тимчасово реверсує струм через корпусний діод у МОП-транзисторі. Таким чином, струм знову циркулює і продовжує живити двигун. Коли перший МОП-транзистор знову проводить провідність, заряд, що зберігається в іншому МОП-транзисторі, повинен бути видалений і розряджений через перший МОП-транзистор. Це втрата енергії, тому чим коротший trr, тим менша втрата.

3, автомобільні програми

Використання силових МОП-транзисторів в автомобільних додатках стрімко зросло за останні 20 років. потужністьMOSFETвибрано тому, що він може протистояти перехідним явищам високої напруги, спричиненим звичайними автомобільними електронними системами, таким як відключення навантаження та раптові зміни енергії системи, а його комплектація проста, в основному з використанням пакетів TO220 і TO247. У той же час такі додатки, як електричні склопідйомники, вприскування палива, склоочисники з переривчастою функцією та круїз-контроль, поступово стають стандартними для більшості автомобілів, і в конструкції потрібні подібні енергетичні пристрої. У цей період автомобільні МОП-транзистори еволюціонували, оскільки двигуни, соленоїди та паливні форсунки ставали все більш популярними.

МОП-транзистори, які використовуються в автомобільних пристроях, охоплюють широкий діапазон напруг, струмів і опорів увімкнення. Мостові конфігурації пристроїв керування двигуном з використанням моделей напруги пробою 30 В і 40 В, пристрої 60 В використовуються для приводу навантажень, де необхідно контролювати раптове розвантаження навантаження та умови початку стрибків, а технологія 75 В потрібна, коли галузевий стандарт переходить на акумуляторні системи 42 В. Пристрої високої допоміжної напруги вимагають використання моделей від 100 В до 150 В, а пристрої MOSFET понад 400 В використовуються в блоках приводу двигуна та схемах керування для фар високої інтенсивності (HID).

Сила струму приводу автомобільних МОП-транзисторів коливається від 2 А до понад 100 А, а опір увімкнення – від 2 до 100 мОм. Навантаження MOSFET включають двигуни, клапани, лампи, нагрівальні компоненти, ємнісні п’єзоелектричні вузли та джерела живлення постійного/постійного струму. Частоти перемикання зазвичай коливаються від 10 кГц до 100 кГц, із застереженням, що керування двигуном не підходить для перемикання частот вище 20 кГц. Іншими основними вимогами є продуктивність UIS, умови експлуатації при граничній температурі з’єднання (від -40 градусів до 175 градусів, іноді до 200 градусів) і висока надійність після закінчення терміну експлуатації автомобіля.

4, драйвер світлодіодних ламп і ліхтарів

У дизайні світлодіодних ламп і ліхтарів часто використовують MOSFET, для світлодіодного драйвера постійного струму зазвичай використовують NMOS. Потужність MOSFET і біполярного транзистора зазвичай відрізняється. Його затворна ємність відносно велика. Перед провідністю конденсатор потрібно зарядити. Коли напруга на конденсаторі перевищує порогову напругу, MOSFET починає проводити провідність. Таким чином, під час проектування важливо відзначити, що навантажувальна здатність драйвера затвора повинна бути достатньо великою, щоб гарантувати, що зарядка еквівалентної ємності затвора (CEI) завершується протягом часу, необхідного системі.

Швидкість перемикання MOSFET сильно залежить від зарядки та розрядки вхідної ємності. Хоча користувач не може зменшити значення Cin, але може зменшити значення внутрішнього опору джерела сигналу петлі затвора Rs, таким чином зменшуючи константи часу зарядки та розрядки петлі затвора, щоб прискорити швидкість перемикання, загальну здатність приводу IC в основному відображено тут, ми говоримо, що вибірMOSFETвідноситься до зовнішніх мікросхем постійного струму приводу MOSFET. вбудовані мікросхеми MOSFET не потрібно розглядати. Загалом, зовнішній МОП-транзистор буде розглядатися для струмів, що перевищують 1 А. Щоб отримати більшу та гнучкішу потужність світлодіодів, зовнішній MOSFET є єдиним способом вибору мікросхеми, яка повинна керуватися відповідними можливостями, а вхідна ємність MOSFET є ключовим параметром.