Welche Rolle spielen Kleinspannungs-MOSFETs?

Es gibt viele Sorten davonMOSFETs, hauptsächlich in zwei Kategorien von Sperrschicht-MOSFETs und MOSFETs mit isoliertem Gate unterteilt, und alle haben N-Kanal- und P-Kanal-Punkte.

Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren, auch MOSFETs genannt, werden in MOSFETs vom Verarmungstyp und MOSFETs vom Anreicherungstyp unterteilt.

MOSFETs werden außerdem in Single-Gate- und Dual-Gate-Röhren unterteilt. Der Dual-Gate-MOSFET verfügt über zwei unabhängige Gates G1 und G2, deren Aufbau dem Äquivalent von zwei in Reihe geschalteten Single-Gate-MOSFETs entspricht, und sein Ausgangsstrom ändert sich durch die Spannungssteuerung der beiden Gates. Diese Eigenschaft von Dual-Gate-MOSFETs bietet großen Komfort bei der Verwendung als Hochfrequenzverstärker, Verstärkungsregelverstärker, Mischer und Demodulator.

1, MOSFETArt und Struktur

MOSFET ist eine Art FET (eine andere Art ist JFET), der in insgesamt vier Typen vom Typ Enhanced oder Depletion, P-Kanal oder N-Kanal hergestellt werden kann, aber die theoretische Anwendung ist nur der Typ Enhanced N-Channel MOSFET und Enhanced P- Kanal-MOSFET, daher allgemein als NMOS oder PMOS bezeichnet, bezieht sich auf diese beiden Arten. Was den Einsatz von Depletion-MOSFETs anbelangt, empfehlen wir nicht, nach der Grundursache zu suchen. Bei den beiden verbesserten MOSFETs wird am häufigsten NMOS verwendet, da der Einschaltwiderstand gering und die Herstellung einfach ist. Daher wird bei Schaltnetzteilen und Motorantriebsanwendungen im Allgemeinen NMOS verwendet. das folgende Zitat, aber auch mehr NMOS-basiert. Zwischen den drei Pins besteht eine parasitäre Kapazität des MOSFET, was nicht unseren Anforderungen entspricht, sondern auf Einschränkungen des Herstellungsprozesses zurückzuführen ist. Das Vorhandensein parasitärer Kapazitäten beim Entwurf oder bei der Auswahl der Ansteuerschaltung spart etwas Zeit, lässt sich aber nicht vermeiden und wird dann ausführlich vorgestellt. Im schematischen Diagramm des MOSFET ist der Drain und die Source zwischen einer parasitären Diode zu sehen. Dies wird als Body-Diode bezeichnet. Bei der Ansteuerung rationaler Lasten ist diese Diode sehr wichtig. Die Body-Diode existiert übrigens nur in einem einzelnen MOSFET, normalerweise nicht innerhalb des integrierten Schaltkreischips.

2, MOSFET-Leitungseigenschaften

Die Bedeutung der Leitung liegt in der eines Schalters, was dem Schließen eines Schalters entspricht. NMOS-Eigenschaften, Vgs größer als ein bestimmter Wert werden leitend, geeignet für den Einsatz, wenn die Quelle geerdet ist (Low-End-Antrieb), nur die Gate-Spannung ankommt Bei 4 V oder 10 V. PMOS-Eigenschaften leiten Vgs unter einem bestimmten Wert, geeignet für den Fall, dass die Quelle an den VCC angeschlossen ist (High-End-Laufwerk).

Allerdings kann PMOS natürlich sehr einfach als High-End-Treiber verwendet werden, aber aufgrund des Einschaltwiderstands, der hohen Kosten, weniger Austauscharten und aus anderen Gründen wird in High-End-Treibern normalerweise immer noch NMOS verwendet.

3, MOSFETSchaltverlust

Unabhängig davon, ob es sich um NMOS oder PMOS handelt, wird nach dem Vorhandensein des Einschaltwiderstands der Strom in diesem Widerstand Energie verbrauchen. Dieser Teil der verbrauchten Energie wird als Einschaltwiderstandsverlust bezeichnet. Die Auswahl eines MOSFET mit einem kleinen Einschaltwiderstand verringert den Einschaltwiderstandsverlust. Der übliche Einschaltwiderstand von Low-Power-MOSFETs liegt normalerweise im zweistelligen Milliohm-Bereich, dort auch bei einigen Milliohm. Beim Ein- und Ausschalten des MOS darf die Spannung am MOS nicht sofort abfallen, und der durch den Strom fließende Prozess steigt an. Während dieser Zeit ist der MOSFET verlustbehaftet Das Produkt aus Spannung und Strom wird als Schaltverlust bezeichnet. Normalerweise ist der Schaltverlust viel größer als der Leitungsverlust, und je schneller die Schaltfrequenz, desto größer der Verlust. Ein großes Produkt aus Spannung und Strom zum Zeitpunkt der Leitung stellt einen großen Verlust dar. Eine Verkürzung der Schaltzeit verringert den Verlust bei jeder Leitung; Durch die Reduzierung der Schaltfrequenz verringert sich die Anzahl der Schaltvorgänge pro Zeiteinheit. Beide Ansätze können den Schaltverlust reduzieren.

 
4, MOSFET-Antrieb

Im Vergleich zu Bipolartransistoren wird allgemein davon ausgegangen, dass kein Strom erforderlich ist, um den MOSFET zum Leiten zu bringen, sondern lediglich, dass die GS-Spannung über einem bestimmten Wert liegt. Das geht ganz einfach, wir brauchen aber auch Schnelligkeit. An der Struktur des MOSFET können Sie erkennen, dass zwischen GS und GD eine parasitäre Kapazität besteht und die Ansteuerung des MOSFET theoretisch das Laden und Entladen der Kapazität ist. Das Laden des Kondensators erfordert einen Strom, und da das sofortige Laden des Kondensators als Kurzschluss angesehen werden kann, ist der Momentanstrom hoch. Bei der Auswahl/Auslegung des MOSFET-Antriebs ist zunächst auf die Größe des momentanen Kurzschlussstroms zu achten. Das zweite, worauf Sie achten müssen, ist, dass bei High-End-Antriebs-NMOS im Allgemeinen die Gate-Spannung bei Bedarf größer als die Source-Spannung ist. High-End-Antriebs-MOS-Röhrenleitungs-Source-Spannung und Drain-Spannung (VCC) sind gleich, daher beträgt die Gate-Spannung mehr als 4 V oder 10 V von VCC. Nehmen wir an, dass wir im selben System eine spezielle Boost-Schaltung benötigen, um eine größere Spannung als VCC zu erhalten. Viele Motortreiber verfügen über eine integrierte Ladungspumpe. Dabei ist darauf zu achten, dass der entsprechende externe Kondensator ausgewählt wird, um genügend Kurzschlussstrom zum Antreiben des MOSFET zu erhalten. Die oben erwähnte 4V- oder 10V-Spannung wird häufig für MOSFETs verwendet. Aufgrund des Designs muss natürlich ein gewisser Spielraum vorhanden sein. Je höher die Spannung, desto schneller ist die Einschaltgeschwindigkeit und desto geringer ist der Einschaltwiderstand. Normalerweise werden in verschiedenen Kategorien auch MOSFETs mit kleinerer Durchlassspannung verwendet, aber in 12-V-Automobilelektroniksystemen reicht eine normale 4-V-Durchlassspannung aus.

Die Hauptparameter des MOSFET sind wie folgt:

1. Gate-Source-Durchbruchspannung BVGS – Dabei wird die Gate-Source-Spannung erhöht, sodass der Gate-Strom IG von Null aus einen starken Anstieg von VGS einleitet, der als Gate-Source-Durchbruchspannung BVGS bezeichnet wird.

2. Einschaltspannung VT – Einschaltspannung (auch Schwellenspannung genannt): Stellen Sie sicher, dass Source S und Drain D zwischen dem Anfang des leitenden Kanals die erforderliche Gate-Spannung bilden. - standardisierter N-Kanal-MOSFET, VT beträgt etwa 3 ~ 6 V; - Nach dem Verbesserungsprozess kann der MOSFET-VT-Wert auf 2 bis 3 V gesenkt werden.

3. Drain-Durchbruchspannung BVDS – unter der Bedingung, dass VGS = 0 (verstärkt) ist. Im Prozess der Erhöhung der Drain-Spannung beginnt ID dramatisch anzusteigen, wenn VDS als Drain-Durchbruchspannung BVDS bezeichnet wird die folgenden zwei Aspekte:

(1) Lawinendurchbruch der Sperrschicht in der Nähe der Drain-Elektrode

(2) Drain-Source-Durchdringungsdurchbruch zwischen den Polen - einige MOSFETs mit geringer Spannung, deren Kanallänge kurz ist und der VDS von Zeit zu Zeit zunimmt, führt dazu, dass sich der Drain-Bereich der Verarmungsschicht von Zeit zu Zeit zum Source-Bereich ausdehnt , so dass die Kanallänge Null ist, d. h. zwischen der Drain-Source-Durchdringung, der Durchdringung, dem Source-Bereich der meisten Ladungsträger, dem Source-Bereich, gerade ist, um der Verarmungsschicht der Absorption des elektrischen Feldes standzuhalten, in den Leckagebereich zu gelangen, was zur Folge hat im großen Ausweis.

4. DC-Eingangswiderstand RGS, also das Verhältnis der zwischen der Gate-Quelle addierten Spannung und dem Gate-Strom. Diese Eigenschaft wird manchmal als der durch den Gate-MOSFET fließende Gate-Strom ausgedrückt. Der RGS kann leicht 1010 Ω überschreiten. 5.

5. Niederfrequenz-Transkonduktanz gm im VDS für einen festen Wert der Bedingungen, die durch diese Änderung verursachte Mikrovarianz des Drain-Stroms und der Gate-Source-Spannung wird als Transkonduktanz gm bezeichnet und spiegelt die Steuerung der Gate-Source-Spannung wider Der Drain-Strom soll zeigen, dass die MOSFET-Verstärkung ein wichtiger Parameter ist, der im Allgemeinen im Bereich von einigen bis einigen mA / V liegt. Der MOSFET kann leicht 1010 Ω überschreiten.