පළමුවෙන්ම, MOSFET වර්ගය සහ ව්යුහය,MOSFETFET (තවත් JFET), වැඩිදියුණු කළ හෝ ක්ෂය වීමේ වර්ගය, P-නාලිකාව හෝ N-නාලිකාව මුළු වර්ග හතරකට නිෂ්පාදනය කළ හැක, නමුත් වැඩි දියුණු කරන ලද N-channel MOSFETs සහ වැඩි දියුණු කළ P-channel MOSFET වල සැබෑ යෙදුම පමණක් වේ. සාමාන්යයෙන් NMOS හෝ PMOS ලෙස හඳුන්වනු ලබන්නේ මෙම වර්ග දෙකයි. මෙම වැඩිදියුණු කරන ලද MOSFET වර්ග දෙක සඳහා, වඩාත් බහුලව භාවිතා වන්නේ NMOS වේ, එයට හේතුව වන්නේ ප්රතිරෝධය කුඩා වීම සහ නිෂ්පාදනය කිරීමට පහසු වීමයි. එබැවින්, NMOS සාමාන්යයෙන් බල සැපයුම සහ මෝටර් ඩ්රයිව් යෙදුම් මාරු කිරීමේදී භාවිතා වේ.
පහත හැඳින්වීමේදී, බොහෝ අවස්ථා NMOS විසින් ආධිපත්යය දරයි. MOSFET හි අල්ෙපෙනති තුන අතර පරපෝෂිත ධාරණාව පවතී, එය අවශ්ය නොවන නමුත් නිෂ්පාදන ක්රියාවලි සීමාවන් හේතුවෙන් පැන නගී. පරපෝෂිත ධාරණාව පැවතීම ධාවක පරිපථයක් සැලසුම් කිරීම හෝ තේරීම තරමක් අපහසු කරයි. කාණු සහ මූලාශ්රය අතර පරපෝෂිත ඩයෝඩයක් ඇත. මෙය බොඩි ඩයෝඩය ලෙස හඳුන්වන අතර මෝටර වැනි ප්රේරක බර ධාවනය කිරීමේදී වැදගත් වේ. මාර්ගය වන විට, ශරීර ඩයෝඩය තනි තනි MOSFET වල පමණක් පවතින අතර සාමාන්යයෙන් IC චිපයක් තුළ නොමැත.
MOSFETස්විචින් ටියුබ් අලාභය, එය NMOS හෝ PMOS වේවා, ප්රතිරෝධයේ සන්නායකතාවය පැවතීමෙන් පසුව, ධාරාව මෙම ප්රතිරෝධයේ ශක්තිය පරිභෝජනය කරයි, පරිභෝජනය කරන ශක්තියේ මෙම කොටස සන්නායක අලාභය ලෙස හැඳින්වේ. අඩු ප්රතිරෝධයක් සහිත MOSFET තෝරාගැනීම ප්රතිරෝධක පාඩුව අඩු කරයි. වර්තමානයේ, අඩු බලැති MOSFET වල ප්රතිරෝධය සාමාන්යයෙන් මිලියන දස දහස් ගණනක් වන අතර, මිලි ඕම් කිහිපයක් ද පවතී. MOSFET හි අන්ත දෙක, සහ එය හරහා ගලා යන ධාරාව වැඩි කිරීමේ ක්රියාවලියක් පවතී.මෙම කාල පරිච්ෙඡ්දය තුළ, MOSFET හි පාඩුව වෝල්ටීයතාවයේ සහ ධාරාවෙහි ගුණිතය වන අතර එය මාරු කිරීමේ පාඩුව ලෙස හැඳින්වේ. සාමාන්යයෙන් මාරුවීමේ අලාභය සන්නායක අලාභයට වඩා විශාල වන අතර මාරුවීමේ සංඛ්යාතය වේගවත් වන තරමට පාඩුව විශාල වේ. සන්නායකතාවයේ ක්ෂණික වෝල්ටීයතාවයේ සහ ධාරාවෙහි නිෂ්පාදිතය ඉතා විශාල වන අතර, විශාල පාඩු ඇති වේ. මාරුවීමේ කාලය කෙටි කිරීම එක් එක් සන්නායකයේදී පාඩුව අඩු කරයි; මාරු කිරීමේ වාර ගණන අඩු කිරීම ඒකක කාලයකට ස්විච ගණන අඩු කරයි. මෙම ප්රවේශයන් දෙකම මාරු කිරීමේ පාඩු අඩු කරයි.
බයිපෝලර් ට්රාන්සිස්ටර හා සසඳන විට සාමාන්යයෙන් විශ්වාස කරන්නේ a සෑදීමට ධාරාවක් අවශ්ය නොවන බවයිMOSFETGS වෝල්ටීයතාව නිශ්චිත අගයකට වඩා වැඩි වන තාක් කල් හැසිරීම. මෙය කිරීමට පහසුය, කෙසේ වෙතත්, අපට වේගය ද අවශ්ය වේ. MOSFET හි ව්යුහය තුළ ඔබට දැකිය හැකි පරිදි, GS, GD අතර පරපෝෂිත ධාරණාව පවතින අතර MOSFET ධාවනය කිරීම යනු ධාරණාව ආරෝපණය කිරීම සහ විසර්ජනය කිරීමයි. ධාරිත්රකය ආරෝපණය කිරීම සඳහා ධාරාවක් අවශ්ය වේ, මන්ද ධාරිත්රකය ක්ෂණිකව ආරෝපණය කිරීම කෙටි පරිපථයක් ලෙස දැකිය හැකි බැවින් ක්ෂණික ධාරාව වැඩි වනු ඇත. MOSFET ධාවකයක් තෝරාගැනීමේදී/නිර්මාණය කිරීමේදී සැලකිල්ලට ගත යුතු පළමු දෙය නම් සැපයිය හැකි ක්ෂණික කෙටි-පරිපථ ධාරාවේ ප්රමාණයයි.
අවධානය යොමු කළ යුතු දෙවන කරුණ නම්, සාමාන්යයෙන් අධි-අන්ත ධාවක NMOS හි භාවිතා වන අතර, නියමිත වේලාවට ද්වාර වෝල්ටීයතාව ප්රභව වෝල්ටීයතාවයට වඩා වැඩි විය යුතුය. ප්රභව වෝල්ටීයතාවයේ සහ කාණු වෝල්ටීයතාවයේ (VCC) අධි-අන්ත ධාවකය MOSFET එක සමාන වේ, එවිට VCC 4V හෝ 10V ට වඩා ද්වාර වෝල්ටීයතාවය. එකම පද්ධතියේ නම්, VCC ට වඩා විශාල වෝල්ටීයතාවයක් ලබා ගැනීමට, අපි බූස්ට් පරිපථයේ විශේෂීකරණය කළ යුතුය. බොහෝ මෝටර් රථ රියදුරන් සතුව ඒකාබද්ධ ආරෝපණ පොම්ප ඇත, MOSFET ධාවනය කිරීමට ප්රමාණවත් කෙටි-පරිපථ ධාරාවක් ලබා ගැනීම සඳහා ඔබ සුදුසු බාහිර ධාරිතාව තෝරා ගත යුතු බව සැලකිල්ලට ගැනීම වැදගත්ය. 4V හෝ 10V යනු වෝල්ටීයතාවයේ බහුලව භාවිතා වන MOSFET වේ, ඇත්ත වශයෙන්ම සැලසුම් කිරීම, ඔබට යම් ආන්තිකයක් තිබිය යුතුය. වෝල්ටීයතාව වැඩි වන තරමට, ප්රාන්තයේ වේගය වේගවත් වන අතර ප්රාන්තයේ ප්රතිරෝධය අඩු වේ. දැන් විවිධ ක්ෂේත්රවල කුඩා රාජ්ය වෝල්ටීයතා MOSFET ද භාවිතා වේ, නමුත් 12V මෝටර් රථ ඉලෙක්ට්රොනික පද්ධතියේ සාමාන්යයෙන් 4V රාජ්යයේ ප්රමාණවත් වේ. විදුලි බල සැපයුම සහ මෝටර් ධාවකය මාරු කිරීම වැනි ඉලෙක්ට්රොනික මාරු කිරීමේ පරිපථ සඳහා අවශ්යතාවය, නමුත් ආලෝකය අඳුරු කිරීම. සන්නායකය යනු ස්විචය වසා දැමීමකට සමාන වන ස්විචයක් ලෙස ක්රියා කිරීමයි. NMOS ලක්ෂණ, නිශ්චිත අගයකට වඩා වැඩි Vgs මෙහෙයවනු ඇත, මූලාශ්රය පදනම් වූ විට (පහළ අන්තයේ ධාවකය) ගේට්ටුව තෙක් භාවිතයට සුදුසු වේ. 4V හෝ 10V.PMOS ලක්ෂණ වල වෝල්ටීයතාවය, නිශ්චිත අගයකට වඩා අඩු Vgs මෙහෙයවනු ඇත, මූලාශ්රය VCC (ඉහළ අන්ත ධාවකය) වෙත සම්බන්ධ කර ඇති අවස්ථාවක භාවිතයට සුදුසු වේ. කෙසේ වෙතත්, PMOS ඉතා පහසුවෙන් ඉහළ මට්ටමේ ධාවකයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකි වුවද, විශාල ප්රතිරෝධයක්, ඉහළ මිලක් සහ ප්රතිස්ථාපන වර්ග කිහිපයක් හේතුවෙන් NMOS සාමාන්යයෙන් ඉහළ මට්ටමේ ධාවකවල භාවිතා වේ.
දැන් MOSFET ඩ්රයිව් අඩු වෝල්ටීයතා යෙදුම්, 5V බල සැපයුමක් භාවිතා කරන විට, ඔබ සම්ප්රදායික ටෝටම් ධ්රැව ව්යුහය භාවිතා කරන්නේ නම්, ට්රාන්සිස්ටරය හේතුවෙන් 0.7V පමණ වෝල්ටීයතා පහත වැටීමක් ඇති අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ගේට්ටුවට සැබෑ අවසාන එකතු කිරීම සිදුවේ. වෝල්ටීයතාව 4.3 V පමණි. මෙම අවස්ථාවේදී, අපි ඇතැම් අවදානම් පැවැත්ම මත MOSFET හි නාමික ද්වාර වෝල්ටීයතාව 4.5V තෝරා ගනිමු. 3V හෝ වෙනත් අඩු-වෝල්ටීයතා බල සැපයුම් අවස්ථා භාවිතා කිරීමේදීද එම ගැටළුව ඇතිවේ. තාර්කික අංශය සාමාන්ය 5V හෝ 3.3V ඩිජිටල් වෝල්ටීයතාවයක් භාවිතා කරන අතර බල කොටස 12V හෝ ඊට වැඩි අගයක් භාවිතා කරන සමහර පාලන පරිපථවල ද්විත්ව වෝල්ටීයතාවය භාවිතා වේ. පොදු බිමක් භාවිතයෙන් වෝල්ටීයතා දෙක සම්බන්ධ වේ. මෙය අඩු වෝල්ටීයතා පැත්තට අධි වෝල්ටීයතා පැත්තේ MOSFET ඵලදායී ලෙස පාලනය කිරීමට ඉඩ සලසන පරිපථයක් භාවිතා කිරීමේ අවශ්යතාවයක් ඇති කරන අතර, අධි වෝල්ටීයතා පැත්තේ MOSFET 1 සහ 2 හි සඳහන් ගැටළු වලට මුහුණ දෙනු ඇත. අවස්ථා තුනේදීම, totem ධ්රැව ව්යුහයට නිමැවුම් අවශ්යතා සපුරාලිය නොහැකි අතර, බොහෝ පිටත MOSFET ධාවක IC වල ගේට්ටු වෝල්ටීයතා සීමා කිරීමේ ව්යුහයක් ඇතුළත් නොවන බව පෙනේ. ආදාන වෝල්ටීයතාවය ස්ථාවර අගයක් නොවේ, එය කාලය හෝ වෙනත් සාධක සමඟ වෙනස් වේ. මෙම විචලනය PWM පරිපථය මගින් MOSFET වෙත සපයන ලද ධාවක වෝල්ටීයතාවය අස්ථායී වීමට හේතු වේ. MOSFET ඉහළ ගේට්ටු වෝල්ටීයතාවයෙන් ආරක්ෂා කිරීම සඳහා, බොහෝ MOSFET වල ගේට්ටු වෝල්ටීයතාවයේ විස්තාරය බලහත්කාරයෙන් සීමා කිරීම සඳහා සවි කර ඇති වෝල්ටීයතා නියාමක ඇත.
මෙම අවස්ථාවෙහිදී, සපයන ලද ධාවකයේ වෝල්ටීයතාවය නියාමකයේ වෝල්ටීයතාවය ඉක්මවා ගිය විට, එය විශාල ස්ථිතික බලශක්ති පරිභෝජනයක් ඇති කරයි, ඒ සමඟම, ඔබ ගේට්ටු වෝල්ටීයතාව අඩු කිරීම සඳහා ප්රතිරෝධක වෝල්ටීයතා බෙදුම්කරු මූලධර්මය භාවිතා කරන්නේ නම්, සාපේක්ෂ වනු ඇත. ඉහළ ආදාන වෝල්ටීයතාවය, MOSFET හොඳින් ක්රියා කරන අතර, ප්රමාණවත් ලෙස සම්පූර්ණ සන්නායකතාවක් ඇති කිරීමට ගේට් වෝල්ටීයතාව ප්රමාණවත් නොවන විට ආදාන වෝල්ටීයතාවය අඩු වන අතර එමඟින් බලශක්ති පරිභෝජනය වැඩි වේ.
සරල විශ්ලේෂණයක් සිදු කිරීම සඳහා NMOS ධාවක පරිපථය සඳහා පමණක් මෙහි සාපේක්ෂ පොදු පරිපථය: Vl සහ Vh යනු පිළිවෙලින් පහත්-අන්ත සහ ඉහළ-අන්ත බල සැපයුම වේ, වෝල්ටීයතා දෙක සමාන විය හැකි නමුත් Vl Vh නොඉක්මවිය යුතුය. Q1 සහ Q2 ප්රතිලෝම ටෝටම් ධ්රැවයක් සාදයි, හුදකලා වීම සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා භාවිතා කරන අතර, ඒ සමඟම Q3 සහ Q4 ධාවක නල දෙක එකවර ක්රියාත්මක නොවන බව සහතික කිරීම සඳහා භාවිතා කරයි. R2 සහ R3 මඟින් PWM වෝල්ටීයතා යොමුව සපයන අතර, මෙම යොමුව වෙනස් කිරීමෙන්, ඔබට පරිපථය හොඳින් ක්රියා කළ හැකි අතර, ගේට්ටුවේ වෝල්ටීයතාව පරිපූර්ණ සන්නායකතාවක් ඇති කිරීමට ප්රමාණවත් නොවන අතර එමඟින් බලශක්ති පරිභෝජනය වැඩි වේ. R2 සහ R3 PWM වෝල්ටීයතා යොමුව සපයයි, මෙම යොමුව වෙනස් කිරීමෙන්, ඔබට PWM සංඥා තරංග ආකෘතියේ පරිපථය සාපේක්ෂ වශයෙන් බෑවුම් සහිත සහ සෘජු ස්ථානයක ක්රියා කිරීමට ඉඩ දිය හැකිය. ධාවක ධාරාව සැපයීමට Q3 සහ Q4 භාවිතා කරනු ලැබේ, නියමිත වේලාවට, Vh සහ GND වලට සාපේක්ෂව Q3 සහ Q4 යනු අවම Vce වෝල්ටීයතා පහත වැටීමක් පමණි, මෙම වෝල්ටීයතා පහත වැටීම සාමාන්යයෙන් 0.3V හෝ ඊට වඩා අඩුය. 0.7V ට වඩා Vce R5 සහ R6 ගේට් වෝල්ටීයතා නියැදීම සඳහා ප්රතිපෝෂණ ප්රතිරෝධක වේ, වෝල්ටීයතාව නියැදීමෙන් පසු, ගේට්ටුවේ වෝල්ටීයතාව ගේට් වෝල්ටීයතාවයට ප්රතිපෝෂණ ප්රතිරෝධකයක් ලෙස භාවිතා කරන අතර නියැදියේ වෝල්ටීයතාව ගේට් වෝල්ටීයතාවයට භාවිතා කරයි. R5 සහ R6 යනු ද්වාර වෝල්ටීයතාව සාම්පල කිරීමට භාවිතා කරන ප්රතිපෝෂණ ප්රතිරෝධක වන අතර, එය Q5 හරහා Q1 සහ Q2 පදනම් මත ප්රබල සෘණාත්මක ප්රතිපෝෂණයක් ඇති කිරීම සඳහා සම්මත කරන අතර එමඟින් ද්වාර වෝල්ටීයතාවය සීමිත අගයකට සීමා වේ. මෙම අගය R5 සහ R6 මගින් සකස් කළ හැක. අවසාන වශයෙන්, R1 මඟින් Q3 සහ Q4 වෙත පාදක ධාරාවෙහි සීමාව ලබා දෙන අතර R4 මඟින් Q3Q4 හි Ice හි සීමාව වන MOSFETs සඳහා ද්වාර ධාරාවෙහි සීමාව සපයයි. අවශ්ය නම් R4 ට ඉහලින් ත්වරණ ධාරිත්රකයක් සමාන්තරව සම්බන්ධ කළ හැක.
අතේ ගෙන යා හැකි උපාංග සහ රැහැන් රහිත නිෂ්පාදන සැලසුම් කිරීමේදී නිෂ්පාදන ක්රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සහ බැටරි මෙහෙයුම් කාලය දීර්ඝ කිරීම නිර්මාණකරුවන් මුහුණ දිය යුතු ගැටළු දෙකකි. DC-DC පරිවර්තකවල ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව, ඉහළ ප්රතිදාන ධාරාව සහ අඩු නිශ්චල ධාරාව යන වාසි ඇත, ඒවා අතේ ගෙන යා හැකි බල ගැන්වීම සඳහා ඉතා යෝග්ය වේ. උපාංග.
DC-DC පරිවර්තකවල ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව, ඉහළ නිමැවුම් ධාරාව සහ අඩු නිශ්චල ධාරාව යන වාසි ඇත, ඒවා අතේ ගෙන යා හැකි උපාංග බල ගැන්වීම සඳහා ඉතා යෝග්ය වේ. වර්තමානයේ, DC-DC පරිවර්තක සැලසුම් තාක්ෂණයේ ප්රධාන ප්රවණතා අතරට ඇතුළත් වන්නේ: අධි-සංඛ්යාත තාක්ෂණය: මාරුවීමේ සංඛ්යාතය වැඩි වීමත් සමඟ, මාරු කිරීමේ පරිවර්තකයේ ප්රමාණය ද අඩු වේ, බල ඝණත්වය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වී ඇති අතර ගතික ප්රතිචාරය වැඩි දියුණු කර ඇත. කුඩා
බල ඩීසී-ඩීසී පරිවර්තක මාරු කිරීමේ සංඛ්යාතය මෙගාහර්ට්ස් මට්ටම දක්වා ඉහළ යනු ඇත. අඩු ප්රතිදාන වෝල්ටීයතා තාක්ෂණය: අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන තාක්ෂණයේ අඛණ්ඩ සංවර්ධනයත් සමඟ මයික්රොප්රොසෙසර් සහ අතේ ගෙන යා හැකි ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ මෙහෙයුම් වෝල්ටීයතාවය අඩු වෙමින් පවතී, අනාගත DC-DC පරිවර්තකයට මයික්රොප්රොසෙසරයට සහ අතේ ගෙන යා හැකි ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණවලට අනුවර්තනය වීමට අඩු ප්රතිදාන වෝල්ටීයතාවයක් සැපයිය හැකිය. අනාගත DC-DC පරිවර්තකය මයික්රොප්රොසෙසරයට අනුවර්තනය වීමට අඩු ප්රතිදාන වෝල්ටීයතාවයක් ලබා දිය හැක.
මයික්රොප්රොසෙසර් සහ අතේ ගෙන යා හැකි ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ වලට අනුවර්තනය වීමට අඩු ප්රතිදාන වෝල්ටීයතාවයක් සැපයීමට ප්රමාණවත් වේ. මෙම තාක්ෂණික වර්ධනයන් බල සැපයුම් චිප පරිපථ සැලසුම් කිරීම සඳහා ඉහළ අවශ්යතා ඉදිරිපත් කරයි. පළමුවෙන්ම, වැඩිවන මාරුවීමේ සංඛ්යාතය සමඟ, මාරු කිරීමේ සංරචකවල කාර්ය සාධනය ඉදිරිපත් කරනු ලැබේ
මාරු කිරීමේ මූලද්රව්යයේ ක්රියාකාරිත්වය සඳහා ඉහළ අවශ්යතා, සහ සාමාන්ය ක්රියාකාරිත්වයේ මෙගාහර්ට්ස් මට්ටම දක්වා මාරුවීමේ සංඛ්යාතයේ මාරුවීමේ මූලද්රව්යය සහතික කිරීම සඳහා අනුරූප මාරු කිරීමේ මූලද්රව්ය ධාවකයේ පරිපථය තිබිය යුතුය. දෙවනුව, බැටරි බලයෙන් ක්රියා කරන අතේ ගෙන යා හැකි ඉලෙක්ට්රොනික උපාංග සඳහා, පරිපථයේ ක්රියාකාරී වෝල්ටීයතාවය අඩුය (උදාහරණයක් ලෙස ලිතියම් බැටරි සම්බන්ධයෙන්).
ලිතියම් බැටරි, උදාහරණයක් ලෙස, මෙහෙයුම් වෝල්ටීයතාව 2.5 ~ 3.6V), එබැවින් අඩු වෝල්ටීයතාව සඳහා බල සැපයුම් චිපය.
MOSFET සතුව ඉතා අඩු ප්රතිරෝධයක්, අඩු බලශක්ති පරිභෝජනයක් ඇත, වත්මන් ජනප්රිය අධි-කාර්යක්ෂම DC-DC චිපයේ වැඩි MOSFET බල ස්විචයක් ලෙස ඇත. කෙසේ වෙතත්, MOSFET හි විශාල පරපෝෂිත ධාරිතාව හේතුවෙන්. මෙය ඉහළ මෙහෙයුම් සංඛ්යාත DC-DC පරිවර්තක සැලසුම් කිරීම සඳහා ස්විචින් ටියුබ් ඩ්රයිවර් පරිපථ සැලසුම් කිරීමේදී ඉහළ අවශ්යතා ඇති කරයි. බූට්ස්ට්රැප් බූස්ට් ව්යුහය භාවිතා කරන විවිධ CMOS, BiCMOS තාර්කික පරිපථ සහ අඩු වෝල්ටීයතා ULSI නිර්මාණයේ විශාල ධාරිත්රක පැටවුම් ලෙස ධාවක පරිපථ ඇත. මෙම පරිපථ 1V ට අඩු වෝල්ටීයතා සැපයුමක කොන්දේසි යටතේ නිසියාකාරව ක්රියා කිරීමට හැකි වන අතර, බර ධාරිතාව 1 ~ 2pF සංඛ්යාතයේ කොන්දේසි යටතේ ක්රියා කළ හැකි අතර, මෙගාබිට් දස ගනනක් හෝ මෙගාහර්ට්ස් සිය ගණනකට ළඟා විය හැක. මෙම ලිපියේ, bootstrap boost පරිපථය අඩු වෝල්ටීයතා, ඉහළ මාරුවීම් සංඛ්යාත බූස්ට් DC-DC පරිවර්තක ධාවක පරිපථය සඳහා සුදුසු විශාල බර පැටවුම් ධාරිත්රක ධාවන හැකියාවක් සැලසුම් කිරීමට භාවිතා කරයි. ඉහළ මට්ටමේ MOSFET ධාවනය කිරීමට අඩු-අන්ත වෝල්ටීයතාවය සහ PWM. MOSFET වල ඉහළ ගේට් වෝල්ටීයතා අවශ්යතා ධාවනය කිරීමට කුඩා විස්තාරය PWM සංඥාවක්.
පසු කාලය: අප්රේල්-12-2024