Fizarana mpamily MOSFET fonosana lehibe

Voalohany indrindra, ny karazana MOSFET sy ny rafitra,MOSFETdia FET (hafa ny JFET), azo amboarina amin'ny karazana fanatsarana na fanafoanana, P-channel na N-channel amin'ny totalin'ny karazany efatra, fa ny tena fampiharana ny MOSFET N-channel nohatsaraina sy MOSFET P-channel nohatsaraina, noho izany matetika antsoina hoe NMOS na PMOS dia manondro ireo karazany roa ireo. Ho an'ireo karazana MOSFET roa ireo, ny NMOS no ampiasaina matetika, ny antony dia kely ny fanoherana, ary mora ny manamboatra. Noho izany, ny NMOS dia matetika ampiasaina amin'ny famatsiana herinaratra sy ny fampiharana fiara.

Amin'ity fampidirana manaraka ity, ny ankamaroan'ny tranga dia anjakan'ny NMOS. Ny capacitance parasitika dia misy eo anelanelan'ny tsimatra telo an'ny MOSFET, endri-javatra izay tsy ilaina fa mipoitra noho ny famerana ny fizotran'ny famokarana. Ny fisian'ny capacitance parasitika dia mahatonga azy io ho sarotra ny mamolavola na mifidy faritra mpamily. Misy diode parasitika eo anelanelan'ny tatatra sy ny loharano. Antsoina hoe diode vatana izany ary manan-danja amin'ny fitondrana entana inductive toy ny motera. Raha ny marina, ny diode vatana dia tsy misy afa-tsy amin'ny MOSFET tsirairay ary matetika tsy ao anaty chip IC.

MOSFETfatiantoka fantsona famarotana, na NMOS na PMOS, aorian'ny fampitana ny on-resistance dia misy, ka ny ankehitriny dia handany angovo amin'ity fanoherana ity, ity ampahany amin'ny angovo lany ity dia antsoina hoe conduction loss. Ny fisafidianana MOSFET manana fanoherana ambany dia hampihena ny fahaverezan'ny fanoherana. Amin'izao fotoana izao, ny on-resistance ny MOSFETs hery ambany dia amin'ny ankapobeny manodidina ny am-polony milliohms, ary vitsivitsy milliohms ihany koa misy. ny tendrony roa amin'ny MOSFET, ary misy dingan'ny fampitomboana ny courant mikoriana ao aminy. Mandritra io vanim-potoana io, ny fahaverezan'ny MOSFET dia vokatry ny voltase sy ny ankehitriny, izay antsoina hoe ny switching very. Matetika ny fatiantoka mifindra dia lehibe lavitra noho ny fahaverezan'ny conduction, ary ny hafainganam-pandehan'ny fifandimbiasana dia ny lehibe kokoa ny fatiantoka. Ny vokatra avy amin'ny voltora sy ny courant amin'ny fotoana fandefasana dia tena lehibe, ka miteraka fahavoazana lehibe. Ny fanafohezana ny fotoana fanokafana dia mampihena ny fatiantoka isaky ny conduction; ny fampihenana ny fatran'ny fifandimbiasana dia mampihena ny isan'ny switch isan'ora. Ireo fomba roa ireo dia mampihena ny fahaverezan'ny fifandimbiasana.

Raha ampitahaina amin'ny transistors bipolar, dia inoana fa tsy misy courant ilaina hanaovana aMOSFETfitondran-tena, raha mbola mihoatra ny sanda iray ny volt GS. Mora ny manao izany, na izany aza, mila haingana ihany koa isika. Araka ny hitanao amin'ny firafitry ny MOSFET, dia misy capacitance parasy eo anelanelan'ny GS, GD, ary ny fiaran'ny MOSFET dia, raha ny marina, ny fiampangana sy ny famoahana ny capacitance. Ny famandrihana ny capacitor dia mitaky courant, satria ny fiampangana ny capacitor eo no ho eo dia azo jerena ho toy ny circuit fohy, noho izany dia ho ambony kokoa ny ankehitriny. Ny zavatra voalohany tokony homarihina rehefa mifidy/mamolavola mpamily MOSFET dia ny haben'ny courant short-circuit eo noho eo izay azo omena.

Ny zavatra faharoa tokony ho marihina dia, amin'ny ankapobeny dia ampiasaina amin'ny fiara NMOS avo lenta, ny voltase vavahady amin'ny fotoana dia tokony ho lehibe kokoa noho ny loharano. High-end fiara MOSFET amin'ny loharano malefaka sy tatatra malefaka (VCC) mitovy, ka ny vavahady malefaka noho ny VCC 4V na 10V. raha ao amin'ny rafitra iray ihany, mba hahazoana voltase lehibe kokoa noho ny VCC, dia mila manam-pahaizana manokana amin'ny circuit boost. Maro amin'ireo mpamily fiara no nampiditra paompy fiampangana, zava-dehibe ny manamarika fa tokony hifidy ny capacitance ivelany mifanaraka amin'ny tokony ho izy ianao mba hahazoana zotra fohy fohy handroahana ny MOSFET. 4V na 10V no MOSFET fampiasa matetika amin'ny volt, mazava ho azy fa mila manana sisiny ianao. Arakaraky ny avoakan'ny voly no haingana kokoa ny hafainganam-pandeha eo amin'ny fanjakana ary ny ambany ny fanoherana eo amin'ny fanjakana. Ankehitriny dia misy ihany koa ny kely kokoa eo amin'ny fanjakana malefaka MOSFETs ampiasaina amin'ny sehatra samihafa, fa ao amin'ny 12V automotive rafitra elektronika, amin'ny ankapobeny 4V amin'ny fanjakana dia ampy. ilaina amin'ny circuit switching elektrônika, toy ny famatsiana herinaratra sy ny familiana maotera, fa koa ny fandoroana jiro. Ny fitondran-tena dia midika ho toy ny switch, izay mitovy amin'ny fanakatonana switch.Ny toetran'ny NMOS, Vgs lehibe kokoa noho ny sanda iray dia hitarika, mety ho ampiasaina amin'ny tranga rehefa miorim-paka ny loharano (drive ambany), raha mbola ny vavahady Volavolan'ny 4V na 10V.PMOS toetra, Vgs latsaky ny sanda iray no hitarika, mety ho ampiasaina amin'ny tranga rehefa ny loharano dia mifandray amin'ny VCC (ambony farany fiara). Na izany aza, na dia azo ampiasaina mora foana aza ny PMOS ho toy ny mpamily avo lenta, ny NMOS dia matetika ampiasaina amin'ny mpamily avo lenta noho ny fanoherana lehibe, ny vidiny ary ny karazana fanoloana vitsivitsy.

Amin'izao fotoana izao ny MOSFET mitondra fiara ambany-voltage fampiharana, rehefa ny fampiasana ny 5V hery famatsiana, amin'ity indray mitoraka ity raha mampiasa ny nentim-paharazana totem rafitra tsato-kazo, noho ny transistor dia tokony ho 0.7V malefaka mitete, ka nahatonga ny tena farany nanampy ny vavahady amin'ny 4.3 V ihany ny voltase. Amin'izao fotoana izao, misafidy ny vavahadin'ny vavahadin'ny 4.5V an'ny MOSFET isika amin'ny fisian'ny risika sasany. Ny olana mitovy amin'izany dia mitranga amin'ny fampiasana 3V na fotoana hafa famatsiana herinaratra ambany. Ny voltase roa dia ampiasaina amin'ny faritra fanaraha-maso sasany izay ny fizarana lojika dia mampiasa 5V na 3.3V tariby nomerika mahazatra ary ny fizarana herinaratra dia mampiasa 12V na avo kokoa aza. Ampifandraisina amin'ny alalan'ny tany iraisana ireo voltase roa. Izany dia mametraka fepetra amin'ny fampiasana faritra iray izay ahafahan'ny lafiny malefaka ambany mifehy tsara ny MOSFET amin'ny lafiny avo lenta, raha toa kosa ny MOSFET amin'ny lafiny avo lenta dia hiatrika ireo olana voalaza ao amin'ny 1 sy 2. Amin'ny tranga telo, ny Ny firafitry ny tsato-kazo totem dia tsy mahafeno ny fepetra takian'ny vokatra, ary maro amin'ireo IC mpamily MOSFET eny amin'ny talantalana no toa tsy misy rafitra famerana vavahady. Ny voltase fampidirana dia tsy sanda raikitra, miovaova arakaraka ny fotoana na ny antony hafa. Io fiovaovana io dia mahatonga ny bolts drive omen'ny MOSFET amin'ny circuit PWM ho tsy milamina. Mba ho azo antoka ny MOSFET amin'ny vavahady avo voltages, maro MOSFETs naorina-in mpanelanelana amin'ny voltage mba hamerana an-kery ny amplitude ny vavahady voltage.

Amin'ity tranga ity, rehefa mihoatra ny malefaka ny mpanelanelana ny fiara malefaka nomena, dia hiteraka static lehibe fanjifàna herinaratra Amin'izay fotoana izay, raha mampiasa fotsiny ny fitsipiky ny resistor malefaka divider mba hampihenana ny vavahady malefaka, dia ho somary kely. Volavolan'ny fidirana ambony, miasa tsara ny MOSFET, raha mihena kosa ny voltase fidirana rehefa tsy ampy ny voltase vavahady ka miteraka tsy fahampian'ny conduction, ka mampitombo ny fanjifana herinaratra.

Circuit rélatif mahazatra eto ihany ho an'ny circuit driver NMOS manao analyse tsotra: Vl sy Vh no famatsiana herinaratra ambany sy avo lenta, samy mety hitovy ny voltase roa, fa tsy tokony hihoatra ny Vh ny Vl. Q1 sy Q2 dia mamorona totem mivadika, ampiasaina mba hanatratrarana ny fitokanana, ary miaraka amin'izay koa mba hahazoana antoka fa ny roa mpamily fantsona Q3 sy Q4 dia tsy ho eo amin'ny fotoana iray ihany. Ny R2 sy R3 dia manome ny references PWM, ary amin'ny fanovana an'io fanondroana io, dia azonao atao ny mampandeha tsara ny faritra, ary tsy ampy ny fatran'ny vavahady hahatonga ny fampitaovana lalina, ka mampitombo ny fanjifana herinaratra. R2 sy R3 dia manome ny PWM fanondroana malefaka, amin'ny fanovana io reference, dia afaka mamela ny faritra miasa ao amin'ny PWM famantarana waveform dia somary mideza sy mahitsy toerana. Q3 sy Q4 dia ampiasaina amin'ny fanomezana ny fiara ankehitriny, noho ny ara-potoana, Q3 sy Q4 mifandray amin'ny Vh sy ny GND dia kely indrindra amin'ny Vce fidinan'ny voly, io latsaka malefaka matetika dia 0.3V na mihoatra, ambany kokoa. noho ny 0.7V Vce R5 sy R6 dia fanoherana ny valin-kafatra ho an'ny santionany amin'ny vavahady, aorian'ny fakana santionany ny malefaka, ny voltase amin'ny vavahady dia ampiasaina ho toy ny fanoherana ny valin'ny vavahady, ary ny santionan'ny santionany dia ampiasaina mankany amin'ny voltase vavahady. R5 sy R6 dia resistors fanehoan-kevitra ampiasaina amin'ny santionany ny vavahady volkano, izay avy eo dia mandalo amin'ny Q5 mba hamoronana ratsy fanehoan-kevitra mafy eo amin'ny fototry ny Q1 sy Q2, ka mametra ny vavahady volkano amin'ny sanda voafetra. Ity sanda ity dia azo ahitsy amin'ny R5 sy R6. Farany, ny R1 dia manome ny fetran'ny zotra fototra amin'ny Q3 sy Q4, ary ny R4 dia manome ny fetran'ny vavahady amin'ny MOSFETs, izay fetran'ny Ice of Q3Q4. Ny capacitor acceleration dia azo ampifandraisina miaraka amin'ny R4 raha ilaina.

Rehefa mamolavola fitaovana portable sy vokatra tsy misy tariby, ny fanatsarana ny fahombiazan'ny vokatra sy ny fanitarana ny fotoana fiasan'ny batterie dia olana roa mila atrehin'ny mpamorona. fitaovana.

Ny mpanova DC-DC dia manana tombony amin'ny fahombiazana avo lenta, avo lenta amin'izao fotoana izao ary ambany quiescent ankehitriny, izay tena mety amin'ny fampandehanana fitaovana azo entina. Amin'izao fotoana izao, ny fironana lehibe amin'ny fampivoarana ny teknolojia famolavolana DC-DC converter dia ahitana: teknolojia avo lenta: miaraka amin'ny fitomboan'ny fatran'ny switch, mihena koa ny haben'ny mpanova, nitombo be ny hakitroky ny herinaratra, ary ny dinamika. nohatsaraina ny valiny. KELY

Hiakatra amin'ny haavon'ny megahertz ny fatran'ny mpanova herinaratra DC-DC. Low Output Teknolojia Volavolan'ny Vola: Miaraka amin'ny fampandrosoana mitohy ny Semiconductor Teknolojia famokarana, microprocessors sy ny fitaovana elektrônika azo entina miasa malefaka dia mihena sy ambany, izay mitaky ho avy DC-DC mpanova dia afaka manome ambany Output malefaka mba hampifanaraka ny microprocessor sy portable fitaovana elektronika, izay mitaky ny ho avy DC-DC mpanova afaka manome ambany Output malefaka mba hampifanaraka ny microprocessor.

Ampy ny manome malefaka Output ambany mba hifanaraka amin'ny microprocessors sy portable fitaovana elektronika. Ireo fivoarana ara-teknolojia ireo dia nametraka fepetra avo lenta kokoa amin'ny fandrafetana ny fizaran-tseza famatsiana herinaratra. Voalohany indrindra, miaraka amin'ny fitomboan'ny fatran'ny fifandimbiasana dia aroso ny fampandehanana ireo singa mifamadika

Ny fepetra avo lenta amin'ny fampandehanana ny singa switching, ary tsy maintsy manana ny singa mifamadika mifanitsy amin'ny fiara fitetezam-paritra mba hahazoana antoka fa ny singa mifamadika ao amin'ny fampandehanana matetika ny megahertz haavon'ny asa ara-dalàna. Faharoa, ho an'ny fitaovana elektrônika portable mandeha amin'ny batterie, ambany ny voltase miasa amin'ny faritra (raha ny bateria lithium, ohatra).

Lithium bateria, ohatra, ny miasa malefaka ny 2.5 ~ 3.6V), ka ny hery famatsiana Chip ho an'ny ambany malefaka.

MOSFET dia manana fanoherana ambany dia ambany, fanjifana angovo ambany, ao amin'ny chip DC-DC malaza amin'izao fotoana izao, MOSFET bebe kokoa ho toy ny switch herinaratra. Na izany aza, noho ny capacitance parasitika lehibe ny MOSFETs. Izany dia mametraka fepetra ambony kokoa amin'ny famolavolana ny fihodinan'ny mpamily fantsona ho an'ny famolavolana mpanova DC-DC matetika miasa. Misy karazana CMOS, BiCMOS logic circuits mampiasa firafitry ny bootstrap boost sy circuit driver ho entana capacitive lehibe amin'ny famolavolana ULSI malefaka. Ireo faritra ireo dia afaka miasa tsara eo ambanin'ny fepetra latsaky ny 1V malefaka famatsiana, ary afaka miasa eo ambanin'ny fepetra ny entana capacitance 1 ~ 2pF matetika mety hahatratra am-polony megabits na an-jatony megahertz. Amin'ity taratasy ity, ny circuit boost bootstrap dia ampiasaina hamolavola fahaiza-manao capacitance enta-mavesatra lehibe, mety amin'ny voltase ambany, famerenam-bidy avo lenta avo lenta DC-DC converter drive circuit. Volontany ambany sy PWM hitondra MOSFET avo lenta. kely amplitude PWM famantarana mba hitondra avo vavahady malefaka fepetra takiana MOSFETs.