Mo te aha te tikanga whakahekeNga MOSFETkaore i te whakamahia, kaore i te tūtohu kia eke ki raro.
Mo enei MOSFET aratau whakarei e rua, he nui ake te whakamahi a NMOS. Ko te take ko te mea he iti, he ngawari hoki te hanga. Na reira, ka whakamahia te NMOS ki te huri i te tuku hiko me nga tono taraiwa motuka. I roto i nga korero e whai ake nei, ko te NMOS te nuinga o te whakamahi.
He kaha parapara i waenga i nga titi e toru o te MOSFET. Ehara tenei i te mea e hiahiatia ana e matou, engari na te herenga o nga mahi whakangao. Ko te noho o te punga parapara ka nui ake te raru i te wa e hoahoa ana, e whiriwhiri ana ranei i tetahi ara iahiko puku, engari kaore he huarahi hei karo atu. Ka whakamohiohia e matou a muri ake nei.
He diode pirinoa kei waenganui i te awaawa me te puna. Ka kiia tenei ko te diode tinana. He mea tino nui tenei diode i te wa e peia ana nga kawenga arataki (penei i nga motuka). Ma te ara, ko te diode tinana anake kei roto i te MOSFET kotahi, karekau e kitea i roto i te maramara iahiko whakauru.
2. Ko nga ahuatanga whakahaere MOSFET
Ko te whakahaere ko te mahi hei pana, e rite ana ki te pana e kati ana.
Ko te ahuatanga o te NMOS ka huri ina he nui ake te Vgs i tetahi uara. He pai mo te whakamahi i te wa e pa ana te puna (te puku iti-mutunga), mena ka eke te ngaohiko kuaha ki te 4V, 10V ranei.
Ko nga ahuatanga o te PMOS ka huri i te wa ka iti ake te Vgs i tetahi uara, e tika ana mo nga waahi e hono ana te puna ki te VCC (te puku teitei). Heoi, ahakoaPMOSka taea te whakamahi ngawari hei taraiwa teitei, ko te NMOS te nuinga o te waa e whakamahia ana i roto i nga taraiwa teitei na te nui o te aukati, te utu nui, me te iti o nga momo whakakapi.
3. MOS whakawhiti ngongo mate
Ahakoa ko te NMOS, ko te PMOS ranei, he parenga i muri i te whakahuringa, no reira ka pau te kaha o te ia i runga i tenei aukati. Ko tenei waahanga o te kaha e pau ana ka kiia ko te mate tuku. Ko te whiriwhiri i te MOSFET me te iti o te aukati ka whakaiti i nga mate tuku. Ko te MOSFET iti-hiko i tenei ra kei te tata ki te tekau miriona, a he maha ano nga miriona.
Ka whakakāhia, ka whakawetohia te MOSFET, kaua e oti tonu. Ko te ngaohiko puta noa i te MOS he tukanga whakaheke, me te rere o te waa he tukanga piki ake. I tenei wa, ko ngaKo nga MOSFETKo te mate ko te hua o te ngaohiko me te naianei, e kiia nei ko te mate whakawhiti. I te nuinga o te wa ka nui ake nga ngaronga whakawhiti i nga ngaronga kawe, me te tere o te huringa whakawhiti, ka nui ake nga mate.
Ko te hua o te ngaohiko me te naianei i te wa o te kawe he tino nui, ka nui te mate. Ko te whakapoto i te wa whakawhiti ka taea te whakaiti i te mate i ia whakahaerenga; ko te whakaiti i te auau whakawhiti ka taea te whakaiti i te maha o nga huringa mo ia wa wae. Ka taea e nga tikanga e rua te whakaiti i nga mate whakawhiti.
Ko te ahua ngaru i te wa e ka ana te MOSFET. Ka taea te kite ko te hua o te ngaohiko me te naianei i te wa o te kawe he tino nui, he nui ano hoki te mate i puta. Ko te whakaiti i te wa whakawhiti ka taea te whakaiti i te mate i roto i ia whakahaerenga; ko te whakaiti i te auau whakawhiti ka taea te whakaiti i te maha o nga huringa mo ia wa wae. Ka taea e nga tikanga e rua te whakaiti i nga mate whakawhiti.
4. taraiwa MOSFET
Ka whakatauritea ki nga transistors bipolar, e whakaponohia ana kaore he naianei hei huri i te MOSFET, mena he teitei ake te ngaohiko GS i tetahi uara. He ngawari tenei ki te mahi, engari me tere hoki.
Ka taea te kite i roto i te hanganga o te MOSFET kei reira he capacitance parasitic i waenganui i te GS me te GD, a ko te taraiwa o te MOSFET ko te utu me te tukunga o te capacitor. Ko te utu i te punga ka hiahiatia he naianei, na te mea ka taea te kii he ara iahiko poto te punga i te wa e utu ana, no reira ka nui te ahua o te naianei. Ko te mea tuatahi ki te aro ki te wa e whiriwhiri ana i te taraiwa MOSFET ko te nui o te iahiko poto iahiko ka taea e ia. ;
Ko te mea tuarua hei mahara ko te NMOS, e whakamahia nuitia ana mo te taraiwa teitei, me nui ake te ngaohiko kuaha i te ngaohiko puna ina ka ana. I te wa e ka ana te MOSFET e peia ana ki te taha teitei, he rite te ngaohiko puna ki te ngaohiko wairere (VCC), na ko te ngaohiko kuaha he 4V, he 10V nui ake ranei i te VCC i tenei wa. Mena kei te pirangi koe kia nui ake te ngaohiko i te VCC i roto i te punaha kotahi, me hiahia koe ki tetahi ara iahiko whakanui motuhake. He maha nga taraiwa motuka kua whakauru i nga papu utu. Me tohuhia me kowhiria he puritanga o waho e tika ana kia pai ai te iahiko-poto hei peia te MOSFET.
Ko te 4V, 10V ranei kua whakahuahia i runga ake nei ko te ngaohiko huri-ake o nga MOSFET e whakamahia ana, a ko te tikanga me whakaae tetahi waahanga i te wa o te hoahoa. A, ko te teitei ake o te ngaohiko, ka tere ake te tere tere me te iti ake o te aukati. Inaianei kei reira nga MOSFET me nga ngaohiko whakaheke iti e whakamahia ana i roto i nga waahi rereke, engari i roto i nga punaha hiko miihini 12V, i te nuinga o te waa ka nui te kawe 4V.
Mo te ara iahiko taraiwa MOSFET me ona ngaronga, tirohia te AN799 Whakaorite Atetere MOSFET a Microchip ki nga MOSFET. He tino taipitopito, no reira kare au e tuhi atu.
Ko te hua o te ngaohiko me te naianei i te wa o te kawe he tino nui, ka nui te mate. Ko te whakaiti i te wa whakawhiti ka taea te whakaiti i te mate i roto i ia whakahaerenga; ko te whakaiti i te auau whakawhiti ka taea te whakaiti i te maha o nga huringa mo ia wa wae. Ka taea e nga tikanga e rua te whakaiti i nga mate whakawhiti.
Ko te MOSFET he momo FET (ko tetahi atu ko JFET). Ka taea te hanga ki te aratau whakarei, te aratau whakaheke ranei, te hongere-P, te hongere-N ranei, e 4 nga momo katoa. Heoi ano, ko te MOSFET te aratau-whakanui anake e whakamahia ana. me te MOSFET-momo-whakarei ake mo te hongere-P, no reira ko te NMOS, ko te PMOS ranei te nuinga o nga korero mo enei momo e rua.
5. MOSFET tono iahiko?
Ko te ahuatanga tino nui o te MOSFET ko ona ahuatanga whakawhiti pai, no reira ka whakamahia nuitia i roto i nga ara iahiko e hiahia ana ki nga huringa hiko, penei i te huri i nga taputapu hiko me nga taraiwa motuka, tae atu ki te rama rama.
He maha nga whakaritenga motuhake mo nga taraiwa MOSFET o enei ra:
1. tono ngaohiko iti
I te wa e whakamahi ana i te hiko 5V, mena ka whakamahia he hanganga pou totem tuku iho i tenei wa, na te mea he 0.7V te hekenga ngaohiko o te transistor, he 4.3V anake te ngaohiko whakamutunga ka tukuna ki te kuaha. I tenei wa, ka whiriwhiria e matou te mana kuaha ingoa
He raruraru kei te whakamahi i te MOSFET 4.5V. Ka puta ano te raruraru i te wa e whakamahi ana i te 3V me etahi atu taputapu hiko iti-ngaohiko.
2. Te tono ngaohiko whanui
Ko te ngaohiko whakauru ehara i te uara pumau, ka rereke te waa me etahi atu mea. Ma tenei huringa ka kore e tau te ngaohiko taraiwa e whakaratohia ana e te ara iahiko PWM ki te MOSFET.
Kia noho haumaru ai nga MOSFET i raro i nga ngaohiko kuaha teitei, he maha nga MOSFET kua hanga-i roto i nga kaiwhakarite ngaohiko hei whakatiki kaha i te kaha kaha o te ngaohiko kuaha. I roto i tenei take, ka nui ake te ngaohiko taraiwa e whakaratohia ana i te ngaohiko o te ngongo regulator ngaohiko, ka nui te kohi hiko pateko.
I te wa ano, ki te whakamahi noa koe i te kaupapa o te wehenga ngaohiko parenga ki te whakaheke i te ngaohiko kuaha, ka pai te mahi a te MOSFET ina he teitei te ngaohiko whakauru, engari ka heke te ngaohiko whakauru, ka iti te ngaohiko kuaha, ka puta kaore i oti te kawe, na reira ka piki ake te kohi hiko.
3. tono ngaohiko rua
I etahi ara iahiko, ka whakamahia e te waahanga arorau te ngaohiko mamati 5V, 3.3V ranei, ko te waahanga hiko e whakamahi ana i te ngaohiko o te 12V, teitei ake ranei. Ko nga ngaohiko e rua e hono ana ki te whenua kotahi.
Ka whakaarahia he whakaritenga ki te whakamahi i te ara iahiko kia taea e te taha ngaohiko iti te whakahaere i te MOSFET i te taha ngaohiko teitei. I te wa ano, ko te MOSFET i te taha ngaohiko teitei ka pa ki nga raruraru kua whakahuahia i te 1 me te 2.
I roto i enei keehi e toru, kaore e taea e te hanganga pou totem te whakatutuki i nga whakaritenga whakaputa, a he maha nga IC taraiwa MOSFET kei waho o te papa kaore e uru ki te whakauru i nga hanganga aukati ngaohiko kuaha.
Na i hangaia e ahau he ara iahiko tino whanui hei whakatutuki i enei hiahia e toru.
;
Arahiko taraiwa mo NMOS
I konei ka mahi noa ahau i tetahi tātaritanga ngawari o te ara iahiko taraiwa NMOS:
Ko Vl me Vh nga taputapu hiko iti-mutunga me te teitei-mutunga. Ka rite nga ngaohiko e rua, engari kaua e neke ake te Vl i te Vh.
Ko te Q1 me te Q2 he pou totem kua huri hei whakatutuki i te wehenga me te whakarite kia kore nga ngongo taraiwa e rua Q3 me Q4 e huri i te wa kotahi.
Ko te R2 me te R3 e whakarato ana i te tohutoro ngaohiko PWM. Ma te whakarereke i tenei tohutoro, ka taea te whakahaere i te ara iahiko ki te waahi kei reira te ahua ngaru tohu PWM he tino pari.
Ka whakamahia te Q3 me te Q4 ki te whakarato i te taraiwa o naianei. Ina ka ana, ko te Q3 me te Q4 he iti noa iho te hekenga ngaohiko o te Vce e pa ana ki te Vh me te GND. Ko tenei maturuturu ngaohiko ko te nuinga noa o te 0.3V, he iti ake i te Vce o 0.7V.
Ko te R5 me te R6 he parenga urupare, hei tauira i te ngaohiko kuaha. Ko te ngaohiko tauira ka whakaputa he urupare kino kino ki nga turanga o Q1 me Q2 ki te Q5, na reira ka whakaiti i te ngaohiko kuaha ki te iti uara. Ka taea te whakatika i tenei uara ma te R5 me te R6.
Ka mutu, ka tukuna e R1 te rohe o naianei mo te Q3 me te Q4, me te R4 e whakarato ana i te rohe o naianei kuaha mo te MOSFET, koinei te rohe o te Tio o Q3 me Q4. Mēnā e tika ana, ka taea te hono te pūnga hiko whakatere kia rite ki te R4.
Ka whakaratohia e tenei arahiko nga ahuatanga e whai ake nei:
1. Whakamahia te ngaohiko taha iti me te PWM ki te taraiwa i te MOSFET taha teitei.
2. Whakamahia he tohu PWM kaha kaha iti hei pei i te MOSFET me nga whakaritenga ngaohiko kuaha teitei.
3. Tepe teitei o te ngaohiko kuaha
4. Nga rohe o naianei whakauru me te whakaputa
5. Ma te whakamahi i nga parenga e tika ana, ka taea te whakatutuki i te kohi hiko iti rawa.
6. Ka huri te tohu PWM. Kaore e hiahiatia e NMOS tenei ahuatanga ka taea te whakatau ma te tuu i te kaitahuri ki mua.
I te wa e hoahoa ana i nga taputapu kawe me nga hua ahokore, ko te whakapai ake i te mahinga o nga hua me te whakaroa i te ora o te pākahiko e rua nga take me pa ki nga kaihoahoa. Ko nga kaitahuri DC-DC nga painga o te kakama teitei, te nui o te putanga o naianei, me te iti o te waa ata noho, e pai ana mo te whakakaha i nga taputapu kawe. I tenei wa, ko nga ahuatanga matua i roto i te whakawhanaketanga o te hangarau hoahoa kaitahuri DC-DC ko: (1) Hangarau teitei-auau: I te piki haere o te huringa whakawhiti, ka whakahekehia ano te rahi o te kaitahuri whakawhiti, ka nui haere ano te kaha o te kaha, a ka pai ake te whakautu hihiri. . Ko te auau whakawhiti o nga kaitahuri DC-DC iti-mana ka piki ki te taumata megahertz. (2) Hangarau iti ngaohiko whakaputa: Na te whanaketanga tonu o te hangarau hangahanga semiconductor, kei te heke haere te ngaohiko whakahaere o nga miihini miihini me nga taputapu hiko kawe, e hiahia ana nga kaitahuri DC-DC a meake nei ki te whakarato i nga ngaohiko whakaputa iti hei urutau ki nga miihini miihini. nga whakaritenga mo nga tukatuka me nga taputapu hiko kawe.
Ko te whakawhanaketanga o enei hangarau kua whakatakotohia nga whakaritenga teitei ake mo te hoahoatanga o nga hiko maramara hiko. Ko te tuatahi, i te mea kei te piki haere tonu te huringa whakawhiti, ka tukuna nga whakaritenga tiketike ki te mahi o nga huānga whakawhiti. I taua wa ano, me whakarato nga iahiko puku huānga whakawhiti e rite ana kia pai ai te mahi o nga huānga whakawhiti ki te huri i nga iarere ki runga ki te MHz. Tuarua, mo nga taputapu hiko kawe hiko, he iti te ngaohiko mahi o te ara iahiko (te tango i nga pākahiko lithium hei tauira, ko te ngaohiko mahi he 2.5 ~ 3.6V), na reira, he iti te ngaohiko mahi o te maramara hiko.
He iti rawa te aukati a MOSFET me te pau te kaha iti. Ka whakamahia te MOSFET hei whakawhiti hiko i roto i nga maramara DC-DC tino pai rongonui. Heoi, na te nui o te kaha parapara o MOSFET, ko te kaha o te kuaha o nga ngongo whakawhiti NMOS he nui te teitei ki te tekau o nga picofarads. Ko tenei ka tuku i nga whakaritenga teitei ake mo te hoahoa o te auau mahi teitei DC-DC converter whakawhiti iahiko puku ngongo.
I roto i nga hoahoa ULSI iti-ngaohiko, he maha nga waahanga CMOS me te BiCMOS e whakamahi ana i nga hanganga whakatairanga bootstrap me nga taraiwa taraiwa hei kawenga capacitive nui. Ka taea e enei ara iahiko te mahi me te ngaohiko tuku hiko iti iho i te 1V, ka taea te mahi i te auau o te tekau megahertz, tae noa ki nga rau megahertz me te kaha o te kawenga o te 1 ki te 2pF. Ka whakamahia e tenei tuhinga he ara iahiko whakanui bootstrap ki te hoahoa i tetahi ara iahiko puku me te kaha o te puku punga kawenga nui e pai ana mo te ngaohiko iti, te kaha o te whakawhiti teitei te whakanui i nga kaitahuri DC-DC. I hangaia te ara iahiko i runga i te Samsung AHP615 BiCMOS tukanga me te manatoko e Hspice whaihanga. I te wa e 1.5V te ngaohiko tuku me te kaha o te kawenga he 60pF, ka taea e te auau whakahaere te neke atu i te 5MHz.
;
Ko nga ahuatanga whakawhiti MOSFET
;
1. Nga ahuatanga pateko
Hei huānga whakawhiti, ka mahi ano a MOSFET i roto i nga ahuatanga e rua: ka mutu, kei runga ranei. I te mea ko te MOSFET he wae ngaohiko, ko tana ahuatanga mahi e whakatauhia ana e te uGS ngaohiko o te kuwaha-puna.
Ko nga ahuatanga mahi e whai ake nei:
※ uGS＜ngaohiko whakahuri UT: Ka mahi a MOSFET ki te waahi tapahi, ko te iDS o naianei te puna-puna ko te 0, ko te ngaohiko whakaputa uDS≈UDD, ko te MOSFET kei te ahua "atu".
※ uGS>Whakahurihia te ngaohiko UT: Ka mahi a MOSFET ki te rohe kawe, puna-puna iDS=UDD/(RD+rDS). I roto i a raatau, ko te rDS te parenga puna-puna ina ka huri te MOSFET. Ko te ngaohiko whakaputa UDS=UDD?rDS/(RD+rDS), ki te rDS＜＜RD, uDS≈0V, kei te ahua "on" te MOSFET.
2. Nga ahuatanga hihiko
He tukanga whakawhiti ano te MOSFET i te wa e huri ana i waenga me te wehe i nga whenua, engari ko ona ahuatanga hihiri ka whakawhirinaki ki te wa e tika ana ki te utu me te tuku i te kaha kotiti e pa ana ki te ara iahiko, me te kohi utu me te tuku i te wa e mau ana te ngongo. He iti rawa te wa tohanga.
Ina huri te ui ngaohiko whakauru mai i te teitei ki te iti ka huri te MOSFET mai i te ahua o runga ki te ahua kore, ka utuhia e te UDD te mana hiko kotiti te CL ki roto i te RD, me te wa utunga tonu τ1=RDCL. No reira, me haere te ngaohiko whakaputa i tetahi wa roa i mua i te huri mai i te taumata iti ki te taumata teitei; ka huri te ui ngaohiko whakauru mai i te iti ki te teitei, ka huri te MOSFET mai i te ahua o waho ki te ahua o runga, ko te utu i runga i te capacitance kotiti CL ka haere i roto i te rDS Discharge ka puta me te wa tuku τ2≈rDSCL tonu. Ka taea te kite ko te Uo ngaohiko whakaputa e hiahia ana hoki ki tetahi whakaroa i mua i te whakawhiti ki te taumata iti. Engari na te mea he iti ake te rDS i te RD, he poto ake te wa whakawhiti mai i te tapahi ki te kawe i te wa whakawhiti mai i te kawe ki te tapahi.
I te mea ko te rDS parenga puna-puna o te MOSFET i te wa e ka ana he nui ake i te rCES parenga waituhi o te transistor, a he nui ake hoki te RD parenga awaawa o waho i te parenga kaikohi RC o te transistor, te wa utu me te tuku. o te MOSFET he roa ake, e hanga ana i te MOSFET He iti ake te tere whakawhiti i to te transistor. Heoi, i roto i nga iahiko CMOS, i te mea ko te ara iahiko utu me te iahiko tuku he ara iahiko iti-atete, he tere te tere o te utu me te tuku, ka puta he tere whakawhiti mo te iahiko CMOS.
Te wa tuku: Apr-15-2024
