Ciorcad Tiománaí MOSFET Pacáiste Móra

Ar an gcéad dul síos, cineál agus struchtúr MOSFET,MOSFETIs FET (is é ceann eile JFET), is féidir é a mhonarú i gcineál feabhsaithe nó ídiú, P-chainéil nó N-chainéil iomlán de cheithre chineál, ach níl i bhfeidhm iarbhír ach MOSFETanna N-chainéil feabhsaithe agus MOSFETanna P-chainéil feabhsaithe, mar sin de dá ngairtear an NMOS nó PMOS de ghnáth tagraíonn an dá chineál seo. Maidir leis an dá chineál MOSFET feabhsaithe seo, is é NMOS an ceann is coitianta a úsáidtear, is é an chúis atá leis ná go bhfuil an fhriotaíocht ar aghaidh beag, agus éasca le monarú. Dá bhrí sin, úsáidtear NMOS go ginearálta chun soláthar cumhachta agus iarratais tiomána mótair a athrú.

Sa réamhrá seo a leanas, is NMOS an ceann is mó de na cásanna. tá toilleas seadánacha idir na trí bhioráin den MOSFET, gné nach bhfuil ag teastáil ach a eascraíonn mar gheall ar theorainneacha an phróisis déantúsaíochta. Toisc toilleas seadánacha a bheith ann, bíonn sé beagán deacair ciorcad tiománaí a dhearadh nó a roghnú. Tá dé-óid seadánacha idir an draein agus an fhoinse. Tugtar an dé-óid choirp air seo agus tá sé tábhachtach maidir le hualaí ionduchtaithe ar nós mótair a thiomáint. Dála an scéil, níl an dé-óid comhlacht i láthair ach i MOSFETanna aonair agus de ghnáth ní bhíonn sé i láthair taobh istigh de sliseanna IC.

MOSFETcaillteanas feadán lascadh, cibé acu an NMOS nó PMOS é, tar éis seoladh an fhriotaíochta ar aghaidh a bheith ann, ionas go n-ídeoidh an sruth fuinneamh sa fhriotaíocht seo, tugtar caillteanas seoltachta ar an gcuid seo den fhuinneamh a chaitear. Má roghnaítear MOSFETanna a bhfuil frithsheasmhacht íseal acu, laghdófar an caillteanas ar fhriotaíocht. Sa lá atá inniu ann, is gnách go mbíonn frithsheasmhacht in aghaidh MOSFETanna ísealchumhachta thart ar na mílte milliohm, agus tá cúpla milliohm ar fáil freisin.Ní mór MOSFETanna a chomhlánú ar an toirt nuair a bhíonn siad ar siúl agus as.Tá próiseas ann chun an voltas a laghdú ag dhá cheann an MOSFET, agus tá próiseas ann chun an sruth atá ag sileadh tríd a mhéadú.Le linn na tréimhse ama seo, is é caillteanas MOSFETanna an táirge ar an voltas agus ar an reatha, ar a dtugtar an caillteanas lasctha. De ghnáth tá an caillteanas aistrithe i bhfad níos mó ná an caillteanas seoltaí, agus an minicíocht aistrithe níos tapúla, is mó an caillteanas. Tá an táirge voltas agus reatha ar an toirt seolta an-mhór, rud a fhágann caillteanais mhóra. Laghdaítear an caillteanas ag gach seoladh de bharr an t-am aistrithe a ghiorrú; laghdaítear an minicíocht lasctha laghdaítear líon na lasca in aghaidh an aonaid ama. Laghdaíonn an dá chur chuige seo na caillteanais aistrithe.

I gcomparáid le trasraitheoirí dépholacha, creidtear go ginearálta nach bhfuil aon sruth ag teastáil chun aMOSFETiompar, chomh fada agus a bhíonn an voltas GS os cionn luach áirithe. Tá sé seo éasca a dhéanamh, áfach, ní mór dúinn luas freisin. Mar a fheiceann tú i struchtúr an MOSFET, tá toilleas seadánacha idir GS, GD, agus is é tiomáint an MOSFET, i ndáiríre, an toilleas a mhuirearú agus a urscaoileadh. Tá gá le sruth chun an toilleoir a mhuirearú, mar is féidir an toilleoir a mhuirearú láithreach a fheiceáil mar chiorcad gearr, agus mar sin beidh an sruth meandarach níos airde. Is é an chéad rud atá le tabhairt faoi deara agus tiománaí MOSFET á roghnú/á dhearadh ná méid an tsrutha gearrchiorcaid mheandarach is féidir a sholáthar.

Is é an dara rud a thabhairt faoi deara, a úsáidtear go ginearálta i NMOS tiomáint ard-deireadh, ní mór an voltas geata ar-am a bheith níos mó ná an voltas foinse. MOSFET tiomáint ard-deireadh ar an voltas foinse agus voltas draein (VCC) mar an gcéanna, mar sin ansin an voltas geata ná an VCC 4V nó 10V. más rud é sa chóras céanna, chun voltas níos mó a fháil ná an VCC, ní mór dúinn speisialtóireacht a dhéanamh ar an gciorcad treisithe. Tá caidéil luchtaithe comhtháite ag go leor tiománaithe mótair, tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara gur chóir duit an toilleas seachtrach cuí a roghnú chun go leor sruth gearrchiorcaid a fháil chun an MOSFET a thiomáint. Is é 4V nó 10V an MOSFET a úsáidtear go coitianta ar voltas, an dearadh ar ndóigh, ní mór duit corrlach áirithe a bheith agat. Dá airde an voltas, is amhlaidh is tapúla an luas ar an stát agus is ísle an fhriotaíocht ar an stát. Anois tá MOSFETanna voltais ar-stáit níos lú a úsáidtear i réimsí éagsúla, ach sa chóras leictreonaic feithicleach 12V, go ginearálta tá 4V ar an stát go leor. an gá atá le ciorcaid aistrithe leictreonacha, mar shampla soláthar cumhachta a athrú agus tiomáint mótair, ach freisin dimming soilsiú. Ciallaíonn seoltacht ag gníomhú mar lasc, atá comhionann le dúnadh lasc. Saintréithe NMOS, beidh Vgs níos mó ná luach áirithe a sheoladh, oiriúnach le húsáid i gcás nuair a bhíonn an fhoinse talamh (tiomáint íseal-deireadh), chomh fada leis an geata. voltas saintréithe 4V nó 10V.PMOS, seolfaidh Vgs níos lú ná luach áirithe, atá oiriúnach le húsáid sa chás go bhfuil an fhoinse ceangailte leis an VCC (tiomáint ard-deireadh). Mar sin féin, cé gur féidir PMOS a úsáid go héasca mar thiománaí deiridh ard, is gnách go n-úsáidtear NMOS i dtiománaithe deiridh ard mar gheall ar fhriotaíocht mhór, ardphraghas, agus roinnt cineálacha athsholáthair.

Anois an tiomáint MOSFET iarratais íseal-voltais, nuair a bheidh an úsáid a bhaint as soláthar cumhachta 5V, an uair seo má úsáideann tú an struchtúr cuaille traidisiúnta totem, mar gheall ar an trasraitheoir a bheith thart ar 0.7V titim voltas, a eascraíonn i deiridh iarbhír a chur leis an geata ar an. níl voltas ach 4.3 V. Ag an am seo, roghnaimid an voltas geata ainmniúil de 4.5V den MOSFET maidir le rioscaí áirithe a bheith ann. Tarlaíonn an fhadhb chéanna le húsáid 3V nó ócáidí soláthair cumhachta íseal-voltais eile. Úsáidtear dé-voltas i roinnt ciorcaid rialaithe ina n-úsáideann an t-alt loighic voltas digiteach 5V nó 3.3V tipiciúil agus úsáideann an t-alt cumhachta 12V nó fiú níos airde. Tá an dá voltas ceangailte ag baint úsáide as talamh coitianta. Cuireann sé seo ceanglas ciorcad a úsáid a ligeann don taobh ísealvoltais an MOSFET a rialú go héifeachtach ar an taobh ardvoltais, agus beidh na fadhbanna céanna ag an MOSFET ar an taobh ardvoltais a luaitear i 1 agus 2. Sna trí chás go léir, beidh an ní féidir le struchtúr cuaille totem na ceanglais aschuir a chomhlíonadh, agus ní cosúil go n-áirítear go leor IC tiománaithe MOSFET lasmuigh den seilf struchtúr teorannú voltais geata. Ní luach seasta é an voltas ionchuir, athraíonn sé le himeacht ama nó le fachtóirí eile. Cruthaíonn an t-athrú seo go bhfuil an voltas tiomána a sholáthraíonn an ciorcad PWM don MOSFET éagobhsaí. D'fhonn an MOSFET a dhéanamh sábháilte ó voltas geata arda, tá rialtóirí voltais ionsuite ag go leor MOSFETanna chun aimplitiúid an voltais geata a theorannú go láidir.

Sa chás seo, nuair a sháraíonn an voltas tiomána a sholáthraítear voltas an rialtóra, beidh sé ina chúis le tomhaltas cumhachta statach mór Ag an am céanna, má úsáideann tú ach prionsabal roinnteoir voltais fhriotóra chun an voltas geata a laghdú, beidh réasúnta ann. voltas ionchuir ard, oibríonn an MOSFET go maith, agus laghdaítear an voltas ionchuir nuair nach leor an voltas geata chun seoladh neamhleor iomlán a chur faoi deara, rud a mhéadaíonn tomhaltas cumhachta.

Ciorcad sách coitianta anseo ach amháin le haghaidh ciorcad tiománaí NMOS chun anailís shimplí a dhéanamh: Is iad Vl agus Vh an soláthar cumhachta íseal-deireadh agus ard-deireadh, faoi seach, is féidir leis an dá voltas a bheith mar an gcéanna, ach níor chóir go mbeadh Vl níos mó ná Vh. Cruthaíonn Q1 agus Q2 cuaille totem inbhéartaithe, a úsáidtear chun an leithlisiú a bhaint amach, agus ag an am céanna chun a chinntiú nach mbeidh an dá fheadán tiománaí Q3 agus Q4 ar siúl ag an am céanna. Soláthraíonn R2 agus R3 an tagairt voltas PWM, agus tríd an tagairt seo a athrú, is féidir leat an ciorcad a oibriú go maith, agus níl an voltas geata go leor chun seoladh críochnúil a chur faoi deara, rud a mhéadaíonn an tomhaltas cumhachta. Soláthraíonn R2 agus R3 an tagairt voltas PWM, trí athrú a dhéanamh ar an tagairt seo, is féidir leat ligean don chiorcad oibriú sa tonnform comhartha PWM go bhfuil seasamh sách géar agus díreach. Úsáidtear Q3 agus Q4 chun an sruth tiomána a sholáthar, mar gheall ar an ar-am, níl Q3 agus Q4 i gcoibhneas leis an Vh agus GND ach titim voltas Vce ar a laghad, is gnách go mbíonn an titim voltais seo ach 0.3V nó mar sin, i bhfad níos ísle. ná 0.7V Vce R5 agus R6 ná friotóirí aiseolais don sampláil voltas geata, tar éis an voltas a shampláil, úsáidtear voltas an gheata mar fhriotóir aiseolais don voltas geata, agus úsáidtear voltas an tsampla chun an voltas geata. Is friotóirí aiseolais iad R5 agus R6 a úsáidtear chun an voltas geata a shampláil, a chuirtear ar aghaidh ansin trí Q5 chun aiseolas diúltach láidir a chruthú ar bhunanna Q1 agus Q2, rud a chuireann teorainn leis an voltas geata go luach críochta. Is féidir an luach seo a choigeartú le R5 agus R6. Ar deireadh, soláthraíonn R1 teorannú an bhunsrutha go Q3 agus Q4, agus soláthraíonn R4 teorainn an tsrutha geata chuig na MOSFETanna, is é sin teorainn an Oighear Q3Q4. Is féidir toilleoir luasghéaraithe a nascadh go comhthreomhar os cionn R4 más gá.                                         

Nuair a bhíonn gléasanna iniompartha agus táirgí gan sreang á ndearadh, tá dhá shaincheist ag baint le feabhas a chur ar fheidhmíocht táirgí agus síneadh ama oibriúcháin ceallraí. Tá buntáistí ag baint le tiontairí DC-DC ardéifeachtúlachta, ard-aschur reatha agus reatha íseal quiescent, atá an-oiriúnach le haghaidh cumhachta iniompartha. gléasanna.

Tá buntáistí ag baint le tiontairí DC-DC a bhaineann le héifeachtacht ard, sruth aschuir ard agus sruth quiescent íseal, atá an-oiriúnach chun feistí iniompartha a thiomáint. Faoi láthair, is iad seo a leanas na príomhthreochtaí i bhforbairt teicneolaíochta dearadh tiontaire DC-DC: teicneolaíocht ard-minicíochta: leis an méadú ar mhinicíocht aistrithe, laghdaítear méid an tiontaire lascadh freisin, tá an dlús cumhachta méadaithe go mór, agus an dinimiciúil. tá feabhas curtha ar an bhfreagra. Beaga

Ardóidh minicíocht aistrithe tiontaire Power DC-DC go dtí an leibhéal megahertz. Teicneolaíocht voltas aschuir íseal: Le forbairt leanúnach na teicneolaíochta déantúsaíochta leathsheoltóra, tá voltas oibriúcháin microprocessors agus trealaimh leictreonaigh iniompartha ag fáil níos ísle agus níos ísle, rud a éilíonn gur féidir le tiontaire DC-DC sa todhchaí voltas aschuir íseal a sholáthar chun oiriúnú don microprocessor agus trealamh leictreonach iniompartha, a Éilíonn todhchaí DC-DC tiontaire is féidir a sholáthar voltas aschuir íseal a chur in oiriúint don microprocessor.

Go leor chun voltas aschuir íseal a sholáthar chun oiriúnú do mhicreaphróiseálaithe agus do threalamh leictreonach iniompartha. Chuir na forbairtí teicneolaíochta seo ceanglais níos airde ar aghaidh maidir le dearadh ciorcaid sliseanna soláthair cumhachta. Ar an gcéad dul síos, leis an minicíocht athrú méadaithe, cuirtear feidhmíocht na gcomhpháirteanna lasctha ar aghaidh

Riachtanais arda maidir le feidhmíocht an eilimint lasc, agus ní mór go mbeadh an ciorcad tiomána eilimint lasc comhfhreagrach chun a chinntiú go bhfuil an eilimint lascadh ar an minicíocht lasc suas go dtí an leibhéal megahertz gnáthoibriú. Ar an dara dul síos, maidir le feistí leictreonacha iniompartha faoi thiomáint ceallraí, tá voltas oibriúcháin an chuaird íseal (i gcás cadhnraí litiam, mar shampla).

Cadhnraí litiam, mar shampla, an voltas oibriúcháin de 2.5 ~ 3.6V), mar sin an sliseanna soláthair cumhachta don voltas níos ísle.

Tá an-íseal ar fhriotaíocht ag MOSFET, tomhaltas ísealfhuinnimh, sa sliseanna DC-DC ard-éifeachtúlachta tóir atá ann faoi láthair níos mó MOSFET mar lasc cumhachta. Mar sin féin, mar gheall ar toilleas mór seadánacha MOSFETanna. Cuireann sé seo ceanglais níos airde ar dhearadh ciorcaid tiománaí feadáin lasctha chun tiontairí DC-DC ardmhinicíochta oibriúcháin a dhearadh. Tá ciorcaid loighic CMOS, BiCMOS éagsúla ann a úsáideann struchtúr treisithe bootstrap agus ciorcaid tiománaí mar ualaí móra capacitive i ndearadh ULSI ísealvoltais. Tá na ciorcaid seo in ann oibriú i gceart faoi choinníollacha soláthair níos lú ná 1V voltas, agus is féidir leo oibriú faoi choinníollacha toilleas ualaigh Is féidir le minicíocht 1 ~ 2pF teacht ar na mílte meigeavata nó fiú na céadta megahertz. Sa pháipéar seo, baintear úsáid as an gciorcad treisithe bootstrap chun cumas tiomána toilleas ualaigh mór a dhearadh, atá oiriúnach do chiorcad tiomána tiontairí DC-DC ardvoltais ardvoltais lasctha. Voltas íseal-deireadh agus PWM chun MOSFETanna ard-deireadh a thiomáint. comhartha PWM aimplitiúid beag chun ceanglais ardvoltais geata MOSFETanna a thiomáint.