කුඩා වෝල්ටීයතා MOSFET වල කාර්යභාරය කුමක්ද?

බොහෝ වර්ග තිබේMOSFETs, ප්‍රධාන වශයෙන් හන්දි MOSFET සහ පරිවරණය කරන ලද ගේට් MOSFET කාණ්ඩ දෙකකට බෙදා ඇති අතර, සියල්ලටම N-නාලිකාව සහ P-නාලිකා ලකුණු ඇත.

 

MOSFET ලෙස හඳුන්වන ලෝහ-ඔක්සයිඩ්-අර්ධ සන්නායක ක්ෂේත්‍ර-ප්‍රයෝග ට්‍රාන්සිස්ටරය ක්ෂය වීමේ වර්ගය MOSFET සහ වැඩිදියුණු කිරීමේ වර්ගය MOSFET ලෙස බෙදා ඇත.

 

MOSFETs තනි-ගේට්ටුව සහ ද්විත්ව-ගේට්ටු නල ලෙසද බෙදා ඇත. ද්විත්ව ද්වාර MOSFET හට ස්වාධීන ද්වාර දෙකක් ඇත G1 සහ G2, ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ වූ තනි-ගේට්ටු MOSFET දෙකට සමාන ඉදිකිරීමෙන් සහ ගේට්ටු දෙකේ වෝල්ටීයතා පාලනය මගින් එහි ප්‍රතිදාන ධාරාව වෙනස් වේ. ද්විත්ව ද්වාර MOSFET වල මෙම ලක්ෂණය අධි-සංඛ්‍යාත ඇම්ප්ලිෆයර්, ගේන් පාලන ඇම්ප්ලිෆයර්, මික්සර් සහ ඩිමොඩියුලේටර් ලෙස භාවිතා කරන විට විශාල පහසුවක් ගෙන දෙයි.

 

1, MOSFETවර්ගය සහ ව්යුහය

MOSFET යනු FET වර්ගයකි (වෙනත් වර්ගයකි JFET), වැඩිදියුණු කළ හෝ ක්ෂය වීමේ වර්ගය, P-නාලිකාව හෝ N-නාලිකාව මුළු වර්ග හතරකින් නිෂ්පාදනය කළ හැක, නමුත් වැඩිදියුණු කරන ලද N-channel MOSFET සහ වැඩිදියුණු කළ P- හි න්‍යායාත්මක යෙදුම පමණි. MOSFET නාලිකාව, සාමාන්‍යයෙන් NMOS ලෙස හැඳින්වේ, හෝ PMOS මෙම වර්ග දෙකට යොමු කරයි. ක්ෂයවීම් වර්ගයේ MOSFET භාවිතා නොකරන්නේ මන්ද යන්න, මූල හේතුව සෙවීම නිර්දේශ නොකරන්න. වැඩිදියුණු කරන ලද MOSFET දෙක සම්බන්ධයෙන්, වඩාත් බහුලව භාවිතා වන්නේ NMOS වේ, එයට හේතුව වන්නේ ප්‍රතිරෝධය කුඩා වීම සහ නිෂ්පාදනය කිරීමට පහසු වීමයි. එබැවින් බල සැපයුම සහ මෝටර් ඩ්රයිව් යෙදුම් මාරු කිරීම, සාමාන්යයෙන් NMOS භාවිතා කරන්න. පහත උපුටා දැක්වීම, නමුත් තවත් NMOS-පාදක. MOSFET පරපෝෂිත ධාරණතාවයේ අල්ෙපෙනති තුනක් පයින් තුන අතර පවතී, එය අපගේ අවශ්‍යතා නොවේ, නමුත් නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලි සීමාවන් නිසා. යම් කාලයක් ඉතිරි කර ගැනීම සඳහා ධාවකය පරිපථය සැලසුම් කිරීම හෝ තෝරාගැනීමේදී පරපෝෂිත ධාරණාව පැවැත්ම, නමුත් මග හැරීමට ක්රමයක් නොමැත, පසුව සවිස්තරාත්මක හැඳින්වීම. MOSFET ක්‍රමානුරූප රූප සටහනෙහි, පරපෝෂිත ඩයෝඩයක් අතර කාණු සහ ප්‍රභවය දැකිය හැක. මෙය ශරීර ඩයෝඩය ලෙස හැඳින්වේ, තාර්කික බර පැටවීමේදී, මෙම ඩයෝඩය ඉතා වැදගත් වේ. මාර්ගය වන විට, ශරීර ඩයෝඩය පවතින්නේ තනි MOSFET තුළ පමණි, සාමාන්යයෙන් ඒකාබද්ධ පරිපථ චිපය තුළ නොවේ.

 

2, MOSFET සන්නායක ලක්ෂණ

සන්නායකයේ වැදගත්කම ස්විචයක් ලෙස, ස්විචය වසා දැමීමකට සමාන වේ. NMOS ලක්ෂණ, නිශ්චිත අගයකට වඩා වැඩි Vgs මෙහෙයවනු ඇත, මූලාශ්‍රය පදනම් වූ විට (අඩු-අන්ත ධාවකය) භාවිතා කිරීමට සුදුසු වේ, ගේට්ටු වෝල්ටීයතාව පමණක් පැමිණේ. 4V හෝ 10V.PMOS ලක්ෂණ වලදී, Vgs නිශ්චිත අගයකට වඩා අඩුවෙන් මෙහෙයවනු ඇත, මූලාශ්‍රය VCC (ඉහළ අන්ත ධාවකය) වෙත සම්බන්ධ කර ඇති අවස්ථාවක භාවිතයට සුදුසු වේ.

කෙසේ වෙතත්, ඇත්ත වශයෙන්ම, PMOS ඉහළ මට්ටමේ ධාවකයක් ලෙස භාවිතා කිරීමට ඉතා පහසු විය හැකි නමුත්, ප්රතිරෝධක, මිල අධික, අඩු හුවමාරු වර්ග සහ වෙනත් හේතූන් නිසා, ඉහළ මට්ටමේ ධාවකයේ, සාමාන්යයෙන් තවමත් NMOS භාවිතා කරයි.

 

3, MOSFETමාරු පාඩුව

එය NMOS හෝ PMOS වේවා, ප්‍රතිරෝධය පැවතීමෙන් පසුව, ධාරාව මෙම ප්‍රතිරෝධයේ ශක්තිය පරිභෝජනය කරනු ඇත, පරිභෝජනය කරන ශක්තියේ මෙම කොටස ප්‍රතිරෝධක පාඩුව ලෙස හැඳින්වේ. කුඩා ප්‍රතිරෝධයක් සහිත MOSFET එකක් තෝරාගැනීමෙන් ප්‍රතිරෝධක පාඩුව අඩු වේ. සාමාන්‍ය අඩු බලැති MOSFET ප්‍රතිරෝධය සාමාන්‍යයෙන් මිලි ඕම් දස, මිලි ඕම් කිහිපයක් වේ. MOS නියමිත වේලාවට සහ කපා හැරීමේදී, MOS හරහා වෝල්ටීයතාව ක්‍ෂණිකව සම්පූර්ණ කිරීමේදී නොවිය යුතුය පහත වැටීමේ ක්‍රියාවලියක් ඇත, ධාරාව ඉහළ යාමේ ක්‍රියාවලියක් හරහා ගලා යයි, මෙම කාලය තුළ MOSFET හි අලාභය වේ. වෝල්ටීයතාවයේ සහ ධාරාවේ නිෂ්පාදිතය 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 ධාරාවේ විශාල නිෂ්පාදනයක් විශාල පාඩුවක් සිදු කරයි. මාරුවීමේ කාලය කෙටි කිරීම එක් එක් සන්නායකයේදී පාඩුව අඩු කරයි; මාරු කිරීමේ වාර ගණන අඩු කිරීම ඒකක කාලයකට ස්විච ගණන අඩු කරයි. ප්රවේශයන් දෙකම මාරු කිරීමේ පාඩුව අඩු කළ හැකිය.

 
4, MOSFET ධාවකය

බයිපෝලර් ට්‍රාන්සිස්ටර හා සසඳන විට, MOSFET සන්නයනය කිරීමට ධාරාවක් අවශ්‍ය නොවන බව සාමාන්‍යයෙන් උපකල්පනය කෙරේ, GS වෝල්ටීයතාව නිශ්චිත අගයකට වඩා වැඩි බව පමණි. මෙය කිරීමට පහසුය, කෙසේ වෙතත්, අපට වේගය ද අවශ්ය වේ. MOSFET හි ව්‍යුහය තුළ GS, GD අතර පරපෝෂිත ධාරණාව පවතින බව ඔබට දැක ගත හැකි අතර, MOSFET ධාවනය කිරීම න්‍යායාත්මකව, ධාරණාව ආරෝපණය කිරීම සහ විසර්ජනය කිරීම වේ. ධාරිත්‍රකය ආරෝපණය කිරීම සඳහා ධාරාවක් අවශ්‍ය වන අතර, ධාරිත්‍රකය ක්ෂණිකව ආරෝපණය කිරීම කෙටි පරිපථයක් ලෙස දැකිය හැකි බැවින්, ක්ෂණික ධාරාව ඉහළ අගයක් ගනී. MOSFET ධාවකය තෝරා ගැනීම / සැලසුම් කිරීම අවධානය යොමු කළ යුතු පළමු දෙය වන්නේ ක්ෂණික කෙටි පරිපථ ධාරාවක් ලබා දිය හැකි ප්‍රමාණයයි. අවධානය යොමු කළ යුතු දෙවන කරුණ නම්, සාමාන්‍යයෙන් ඉහළ අන්තයේ ධාවක NMOS හි භාවිතා වන අතර, ඉල්ලුම මත ද්වාර වෝල්ටීයතාව ප්‍රභව වෝල්ටීයතාවයට වඩා වැඩි වේ. අධි-අන්ත ධාවකය MOS ටියුබ් සන්නායක ප්‍රභව වෝල්ටීයතාවය සහ කාණු වෝල්ටීයතාව (VCC) සමාන වේ, එබැවින් VCC 4V හෝ 10V ට වඩා ද්වාර වෝල්ටීයතාවය. එම පද්ධතිය තුළම, VCC ට වඩා විශාල වෝල්ටීයතාවයක් ලබා ගැනීම සඳහා, අපට විශේෂ බූස්ට් පරිපථයක් අවශ්‍ය වේ. බොහෝ මෝටර් රථ ධාවකයන් ඒකාබද්ධ ආරෝපණ පොම්පයක් වන අතර, MOSFET ධාවනය කිරීමට ප්‍රමාණවත් කෙටි පරිපථ ධාරාවක් ලබා ගැනීම සඳහා සුදුසු බාහිර ධාරිත්‍රකය තෝරා ගැනීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කළ යුතුය. ඉහත කී 4V හෝ 10V සාමාන්‍යයෙන් MOSFET වෝල්ටීයතාව මත භාවිතා වේ, ඇත්ත වශයෙන්ම සැලසුම, යම් ආන්තිකයක් තිබීම අවශ්‍ය වේ. වෝල්ටීයතාව වැඩි වන තරමට, ප්‍රාන්තයේ වේගය වේගවත් වන අතර ප්‍රාන්තයේ ප්‍රතිරෝධය අඩු වේ. සාමාන්‍යයෙන් විවිධ කාණ්ඩවල භාවිතා වන කුඩා රාජ්‍ය වෝල්ටීයතා MOSFET ද ඇත, නමුත් 12V වාහන ඉලෙක්ට්‍රොනික පද්ධතිවල සාමාන්‍ය 4V ප්‍රාන්තය ප්‍රමාණවත් වේ.

 

 

MOSFET හි ප්රධාන පරාමිතීන් පහත පරිදි වේ:

 

1. ද්වාර ප්‍රභව බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාව BVGS - ද්වාර ප්‍රභව වෝල්ටීයතාව වැඩි කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී, ද්වාර ප්‍රභව බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාව BVGS ලෙස හඳුන්වන VGS හි තියුණු වැඩිවීමක් ආරම්භ කිරීමට ශුන්‍යයේ සිට ගේට් ධාරාව IG.

 

2. හැරවුම් වෝල්ටීයතා VT - හැරවුම් වෝල්ටීයතාවය (ඉදිරිපත් වෝල්ටීයතාවය ලෙසද හැඳින්වේ): සන්නායක නාලිකාවේ ආරම්භය අතර මූලාශ්‍රය S සහ කාණු D මගින් අවශ්‍ය ද්වාර වෝල්ටීයතාවය සාදයි; - සම්මත N-නාලිකාව MOSFET, VT 3 ~ 6V පමණ වේ; - වැඩිදියුණු කිරීමේ ක්‍රියාවලියෙන් පසු, MOSFET VT අගය 2 ~ 3V දක්වා අඩු කළ හැක.

 

3. කාණු බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාව BVDS - VGS = 0 (ශක්තිමත් කරන ලද) තත්ත්වය යටතේ, කාණු වෝල්ටීයතාව වැඩි කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී, VDS කාණු බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය ලෙස හැඳින්වෙන විට ID නාටකාකාර ලෙස වැඩි වීමට පටන් ගනී - ID හේතුවෙන් නාටකාකාර ලෙස වැඩි විය පහත පැති දෙක:

 

(1) කාණු ඉලෙක්ට්‍රෝඩය අසල ක්ෂය වීමේ ස්ථරයේ හිම කුණාටු බිඳවැටීම

 

(2) කාණු-මූලාශ්‍ර අන්තර්-ධ්‍රැව විනිවිද යාම බිඳවැටීම - සමහර කුඩා වෝල්ටීයතා MOSFET, එහි නාලිකා දිග කෙටි වන අතර, කලින් කලට VDS වැඩි කිරීමට VDS මඟින් ක්ෂය වීමේ ස්ථරයේ කාණු කලාපය ප්‍රභව කලාපයට ව්‍යාප්ත කිරීමට වරින් වර සිදු කරයි. , ඒ නිසා නාලිකා දිග ශුන්‍ය, එනම්, කාණු-මූලාශ්‍ර විනිවිද යාම, විනිවිද යාම, වාහක බහුතරයක ප්‍රභව කලාපය, ප්‍රභව කලාපය අතර විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ අවශෝෂණය ක්ෂය වීමේ ස්ථරයට ඔරොත්තු දීමට සෘජු වනු ඇත, කාන්දු වන කලාපයට පැමිණීමට, විශාල හැඳුනුම්පතක් ලබා දෙයි.

 

4. DC ආදාන ප්‍රතිරෝධය RGS-එනම්, ගේට් ප්‍රභවය සහ ගේට්ටු ධාරාව අතර එකතු කරන ලද වෝල්ටීයතාවයේ අනුපාතය, මෙම ලක්ෂණය සමහර විට ගේට්ටුව හරහා ගලා යන ද්වාර ධාරාව අනුව ප්‍රකාශ වේ MOSFET හි RGS පහසුවෙන් 1010Ω ඉක්මවිය හැක. 5.

 

5. කොන්දේසි වල ස්ථාවර අගයක් සඳහා VDS හි අඩු-සංඛ්‍යාත සම්ප්‍රේෂණ gm, කාණු ධාරාවේ ක්ෂුද්‍ර විචල්‍යතාවය සහ මෙම වෙනස නිසා ඇති වන ද්වාර ප්‍රභව වෝල්ටීයතා ක්ෂුද්‍ර විචලනය සම්ප්‍රේෂණ gm ලෙස හැඳින්වේ, එය ද්වාර ප්‍රභව වෝල්ටීයතාවයේ පාලනය පිළිබිඹු කරයි. කාණු ධාරාව යනු වැදගත් පරාමිතියක MOSFET විස්තාරණය, සාමාන්‍යයෙන් කිහිපයක් සිට mA/V දක්වා පරාසයක පවතින බව පෙන්වීමයි. MOSFET පහසුවෙන් 1010Ω ඉක්මවිය හැක.