Uly paket MOSFET Sürüji aýlawy

Ilki bilen MOSFET görnüşi we gurluşy,MOSFETFET (beýlekisi JFET), güýçlendirilen ýa-da könelişen görnüşde, P-kanal ýa-da N-kanal jemi dört görnüşde öndürilip bilner, ýöne diňe güýçlendirilen N-kanal MOSFET-leriň we güýçlendirilen P-kanal MOSFET-leriň hakyky ulanylyşy, şonuň üçin adatça NMOS ýa-da PMOS diýlip atlandyrylýan bu iki görnüşe degişlidir. Güýçlendirilen MOSFET-leriň bu iki görnüşi üçin has köp ulanylýan NMOS, sebäbi garşylygyň az bolmagy we öndürmek aňsat bolmagydyr. Şonuň üçin NMOS, adatça, elektrik üpjünçiligini we hereketlendiriji programmalaryny çalşmakda ulanylýar.

Aşakdaky girişde, işleriň köpüsinde NMOS agdyklyk edýär. parazit kuwwaty MOSFET-iň üç çeňňeginiň arasynda bar, bu zerur däl, ýöne önümçilik prosesi çäklendirmeleri sebäpli ýüze çykýar. Parazit kuwwatynyň bolmagy, sürüjiniň zynjyryny dizaýn etmek ýa-da saýlamak birneme kynlaşdyrýar. Zeýkeş bilen çeşmäniň arasynda parazit diod bar. Bedeniň diody diýilýär we hereketlendirijiler ýaly induktiw ýükleri sürmekde möhümdir. Theeri gelende aýtsak, beden diody diňe aýratyn MOSFET-lerde bolýar we adatça IC çipiniň içinde ýok.

 

MOSFETTurbanyň ýitgisi, NMOS ýa-da PMOS bolsun, garşylyk geçirilenden soň, tok bu garşylykda energiýa sarp eder, sarp edilýän energiýanyň bu bölegine geçiriji ýitgi diýilýär. Pes garşylykly MOSFET-leri saýlamak, garşylyk ýitgisini azaldar. Häzirki wagtda pes kuwwatly MOSFET-leriň garşylygy, adatça, onlarça milliohm töweregi we birnäçe milliohm hem bar. MOSFET-ler işledilende we öçürilende bir bada tamamlanmaly däldir. Naprýatageeniýäni peseltmek prosesi bar MOSFET-iň iki ujy, we ondan akýan toky köpeltmek prosesi bar. Bu döwürde MOSFET-leriň ýitmegi, wyklýuçateliň we tokyň önümidir, oňa kommutasiýa ýitgisi diýilýär. Adatça, kommutasiýa ýitgisi geçirijiniň ýitgisinden has uly we kommutasiýa ýygylygy näçe çalt bolsa, ýitgi şonça-da ulydyr. Geçirijiniň dessine naprýa .eniýeniň we tokyň önümi gaty uly bolup, uly ýitgilere sebäp bolýar. Geçiş wagtyny gysgaltmak her geçirijide ýitgini azaldar; kommutasiýa ýygylygyny azaltmak birlik wagty wyklýuçatelleriň sanyny azaldar. Bu çemeleşmeleriň ikisi hem kommutasiýa ýitgilerini azaldýar.

Bipolýar tranzistorlar bilen deňeşdirilende, a öndürmek üçin hiç bir tok gerek däl diýip hasaplanýarMOSFETGS naprýa .eniýesi belli bir bahadan ýokary bolsa, alyp barmak. Muny etmek aňsat, ýöne bize tizlik hem gerek. MOSFET-iň gurluşynda görşüňiz ýaly, GS, GD arasynda parazitiki kuwwatlyk bar we MOSFET-iň hereket etmegi, aslynda, sygymlylygyň zarýady we zarýadydyr. Kondensatory zarýadlamak tok talap edýär, sebäbi kondensatory derrew zarýad bermek gysga zynjyr hökmünde görüp bolýar, şonuň üçin dessine tok has ýokary bolar. MOSFET sürüjisini saýlanyňyzda / dizaýn edeniňizde ilki bilen bellemeli zat, üpjün edilip bilinjek gysga gysga tok akymynyň ululygydyr.

Ikinji bellemeli zat, adatça ýokary derejeli NMOS sürüjisinde ulanylýan, öz wagtynda derwezäniň naprýa .eniýesi çeşme naprýa .eniýesinden uly bolmaly. Çeşmäniň naprýa .eniýesinde we drena naprýa .eniýesinde (VCC) ýokary derejeli hereketlendiriji MOSFET, şonuň üçin derwezäniň naprýa .eniýesi VCC 4V ýa-da 10V-den has ýokary. şol bir ulgamda, VCC-den has uly naprýa .eniýe almak üçin, güýçlendiriji zynjyrda ýöriteleşmeli. Motor hereketlendirijileriniň köpüsinde zarýad nasoslary bar, MOSFET-i sürmek üçin ýeterlik gysga utgaşdyryjy tok almak üçin degişli daşarky kuwwaty saýlamalydygyny bellemelidiris. 4V ýa-da 10V naprýatageeniýede köplenç ulanylýan MOSFET, elbetde dizaýny, belli bir aralyk bolmaly. Naprýatageeniýe näçe ýokary bolsa, ştatdaky tizlik şonça-da ýokary we garşylygy pes bolýar. Häzirki wagtda dürli ugurlarda ulanylýan has kiçi woltly MOSFET-ler hem bar, ýöne 12V awtoulag elektronik ulgamynda, adatça, 4V ýagdaýynda ýeterlikdir. Elektrik üpjünçiligi we motor hereketlendirijisi ýaly elektron kommutasiýa zynjyrlary, şeýle hem yşyklandyryş öçürilmegi zerur. Geçirmek, wyklýuçateliň ýapylmagyna deň bolan wyklýuçatel hökmünde hereket etmegi aňladýar. 4V ýa-da 10V.PMOS häsiýetli naprýa .eniýe, belli bir bahadan az Vgs geçirer, çeşme VCC (ýokary derejeli disk) birikdirilende ulanylmaga amatly. Şeýle-de bolsa, PMOS-ny ýokary derejeli sürüji hökmünde aňsatlyk bilen ulanyp boljakdygyna garamazdan, NMOS adatça ýokary garşylykly, ýokary bahasy we az çalyşýan görnüşleri sebäpli ýokary derejeli sürüjilerde ulanylýar.

Indi MOSFET pes woltly programmalar, 5V tok ulanylanda, bu gezek adaty totem polýus gurluşyny ulansaňyz, tranzistor sebäpli takmynan 0,7V naprýa dropeniýe peselmegi bolup, derwezäniň hakyky derwezesine goşuldy naprýa .eniýe bary-ýogy 4.3 V. Bu wagt, käbir töwekgelçilikleriň barlygy boýunça MOSFET-iň 4,5V nominal derwezäniň naprýa .eniýesini saýlaýarys. Şol bir mesele 3V ýa-da beýleki pes woltly elektrik üpjünçilik hadysalarynda ulanylanda ýüze çykýar. Goşa naprýa .eniýe käbir dolandyryş zynjyrlarynda ulanylýar, bu ýerde logika bölümi adaty 5V ýa-da 3.3V sanly naprýa .eniýäni, güýç bölümi bolsa 12V ýa-da has ýokary ulanýar. Iki naprýa .eniýe umumy ýer bilen birleşdirilýär. Bu pes woltly tarapyň ýokary naprýa sideeniýede MOSFET-i netijeli dolandyrmagyna mümkinçilik berýän zynjyry ulanmagy talap edýär, ýokary woltly tarapdaky MOSFET bolsa 1-nji we 2-nji bölümde agzalan kynçylyklar bilen ýüzbe-ýüz bolar. totem polýus gurluşy çykyş talaplaryna laýyk bolup bilmeýär we köp sanly MOSFET sürüjisi IC-ler derwezäniň naprýa .eniýesini çäklendiriji gurluşy öz içine almaýar. Giriş naprýa .eniýesi kesgitlenen baha däl, wagt ýa-da beýleki faktorlar bilen üýtgeýär. Bu üýtgeşiklik, PWM zynjyry bilen MOSFET-e berlen sürüjiniň naprýa .eniýesiniň durnuksyz bolmagyna sebäp bolýar. MOSFET-i ýokary derwezeli naprýa .eniýelerden goramak üçin köp MOSFET-de derwezäniň naprýa .eniýesiniň amplitudasyny güýçli çäklendirmek üçin gurlan naprýa .eniýe sazlaýjylary bar.

 

Bu ýagdaýda, üpjün edilýän hereketlendiriji naprýa .eniýesi sazlaýjynyň naprýa .eniýesinden ýokary bolsa, uly statiki güýç sarp etmegine sebäp bolar Şol bir wagtyň özünde, derwezäniň naprýa .eniýesini azaltmak üçin rezistor naprýa .eniýesini bölmek prinsipini ulansaňyz, birneme bolar. ýokary giriş naprýa .eniýesi, MOSFET gowy işleýär, derwezäniň naprýa .eniýesi ýeterlik doly geçirijilige sebäp bolman, giriş naprýa .eniýesi peselýär, şeýlelik bilen güýç sarp edilýär.

Diňe NMOS sürüjiniň zynjyrynyň ýönekeý derňew geçirmegi üçin bu ýerde has giňden ýaýran zynjyr: Vl we Vh degişlilikde pes we ýokary derejeli elektrik üpjünçiligi, iki wolt birmeňzeş bolup biler, ýöne Vl Vh-den ýokary bolmaly däldir. Q1 we Q2, izolýasiýa gazanmak üçin ulanylýan we şol bir wagtyň özünde Q3 we Q4 iki sürüjiniň turbalarynyň bir wagtda işlemezligini üpjün etmek üçin tersine totem polýusyny emele getirýärler. R2 we R3 PWM naprýa .eniýe salgylanmasyny üpjün edýär we bu salgylanmany üýtgedip, zynjyry gowy işledip bilersiňiz we derwezäniň naprýa .eniýesi düýpli geçirişe ýeterlik däl, şeýlelik bilen energiýa sarp edilişini ýokarlandyrýar. R2 we R3 PWM naprýa .eniýe salgylanmasyny üpjün edýär, bu salgylanmany üýtgedip, PWM signal tolkun formasynda zynjyryň işlemegine birneme dik we göni ýerleşip bilersiňiz. Q3 we Q4 sürüjiniň tokyny üpjün etmek üçin ulanylýar, wagtynda, Q3 we Q4 Vh we GND bilen deňeşdirilende diňe Vce naprýa dropeniýeniň iň pes derejesi, bu naprýa dropeniýeniň peselmegi adatça bary-ýogy 0,3V ýa-da ondanam pesdir 0.7V-den gowrak Vce R5 we R6 derwezäniň naprýa .eniýesini almak üçin seslenme garşylygydyr, naprýa .eniýäni alandan soň, derwezäniň naprýa .eniýesi derwezäniň naprýa .eniýesine garşy garşylyk hökmünde ulanylýar we nusganyň naprýa .eniýesi derwezäniň naprýa .eniýesine ulanylýar. R5 we R6, derwezäniň naprýa .eniýesini almak üçin ulanylýan seslenme garşylygydyr, soňra Q1 we Q2 esaslarynda güýçli negatiw seslenme döretmek üçin Q5-den geçýär we şeýlelik bilen derwezäniň naprýa .eniýesini çäkli bahada çäklendirýär. Bu bahany R5 we R6 sazlap bolýar. Netijede, R1 esasy tokyň Q3 we Q4 bilen çäklendirilmegini üpjün edýär, R4 bolsa Q3Q4 Buzynyň çäklendirilmegi bolan MOSFET-ler üçin derwezäniň toguny çäklendirýär. Tizlenme kondensatory, zerur bolsa R4-den ýokarda paralel birikdirilip bilner.                                         

Göçme enjamlar we simsiz önümler dizaýn edilende, önüm öndürijiligini gowulandyrmak we batareýanyň işleýiş wagtyny uzaltmak dizaýnerleriň ýüzbe-ýüz bolýan iki meselesidir. DC-DC öwrüjileri ýokary netijelilik, ýokary çykaryjy tok we pes akymly tok artykmaçlyklaryna eýe, olar göçme güýji üçin örän amatly enjamlary.

DC-DC öwrüjileri göçme enjamlary işletmek üçin örän amatly ýokary netijelilik, ýokary çykyş tok we pes pes tok artykmaçlyklaryna eýedir. Häzirki wagtda DC-DC öwrüji dizaýn tehnologiýasynyň ösüşiniň esasy ugurlary şulary öz içine alýar: ýokary ýygylykly tehnologiýa: kommutasiýa ýygylygynyň köpelmegi bilen, kommutatoryň göwrümi hem azalýar, güýç dykyzlygy ep-esli ýokarlandy we dinamiki jogap gowulaşdy. Kiçi

Kuwwatly DC-DC öwrüji kommutasiýa ýygylygy megahertz derejesine çykar. Pes çykýan naprýa technologyeniýe tehnologiýasy: icarymgeçiriji önümçilik tehnologiýasynyň üznüksiz ösmegi bilen, mikroprosessorlar we göçme elektron enjamlarynyň işleýän naprýa .eniýesi peselýär we peselýär, bu geljekki DC-DC öwrüjisiniň mikroprosessor we göçme elektron enjamlaryna uýgunlaşmak üçin pes çykyş naprýa .eniýesini üpjün edip biljekdigini talap edýär. geljekki DC-DC öwrüjisiniň mikroprosessora uýgunlaşmagy üçin pes çykyş naprýa .eniýesini üpjün edip biljekdigini talap edýär.

Mikroprosessorlara we göçme elektron enjamlaryna uýgunlaşmak üçin pes çykyş naprýa .eniýesini üpjün etmek ýeterlik. Bu tehnologiki ösüşler, elektrik üpjünçiligi çip zynjyrlarynyň dizaýnyna has ýokary talaplary öňe sürdi. Ilki bilen, kommutasiýa ýygylygynyň artmagy bilen, kommutasiýa komponentleriniň öndürijiligi öňe sürülýär

Kommutasiýa elementiniň işleýşi üçin ýokary talaplar we kommutasiýa ýygylygyndaky kommutasiýa elementiniň adaty işleýiş megahertz derejesine çenli bolmagyny üpjün etmek üçin degişli kommutasiýa elementiniň hereketlendiriji zynjyry bolmaly. Ikinjiden, batareýa bilen işleýän göçme elektron enjamlary üçin zynjyryň işleýiş naprýa .eniýesi pesdir (mysal üçin litiý batareýalarynda).

Mysal üçin, litiý batareýalary, işleýän naprýa 2.5eniýesi 2,5 ~ 3,6V), şonuň üçin aşaky naprýa .eniýe üçin elektrik üpjünçiligi çipi.

MOSFET garşylygy gaty pes, az energiýa sarp edýär, häzirki meşhur ýokary öndürijilikli DC-DC çipinde has köp MOSFET tok açary hökmünde. Şeýle-de bolsa, MOSFET-leriň uly parazit kuwwaty sebäpli. Bu, ýokary işleýiş ýygylygy DC-DC öwrüjilerini dizaýn etmek üçin turba draýwer zynjyrlarynyň dizaýnyna has ýokary talaplary goýýar. Pes woltly ULSI dizaýnynda uly kuwwatly ýük hökmünde bootstrap güýçlendiriji gurluşy we sürüjiniň zynjyrlaryny ulanyp, dürli CMOS, BiCMOS logiki zynjyrlary bar. Bu zynjyrlar 1V naprýa .eniýeden az şertlerde dogry işlemäge ukyply we ýük göterijilik şertlerinde 1 ~ 2pF ýygylyk onlarça megabit ýa-da ýüzlerçe megahert ýetip bilýär. Bu kagyzda, pes woltly, ýokary wyklýuçatel ýygylygy DC-DC öwrüji hereketlendiriji zynjyry üçin uly ýük göterijilik ukyby hereketlendirijilik ukybyny dizaýn etmek üçin bootstrap güýçlendiriji zynjyr ulanylýar. Endokary derejeli MOSFET-leri sürmek üçin pes woltly we PWM. MOSFET-leriň ýokary derwezeli naprýa .eniýe talaplaryny herekete getirmek üçin kiçi amplitudaly PWM signaly.