¿Cuál es el papel de los MOSFET de pequeño voltaje?

Hay muchas variedades deMOSFET, Dividido principalmente en dos categorías de MOSFET de unión y MOSFET de puerta aislada, y todos tienen puntos de canal N y canal P.

El transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico, denominado MOSFET, se divide en MOSFET de tipo de agotamiento y MOSFET de tipo mejorado.

Los MOSFET también se dividen en tubos de puerta única y de puerta doble. El MOSFET de doble puerta tiene dos puertas independientes G1 y G2, de la construcción del equivalente de dos MOSFET de una sola puerta conectados en serie, y su corriente de salida cambia mediante el control de voltaje de dos puertas. Esta característica de los MOSFET de doble puerta aporta una gran comodidad cuando se utilizan como amplificadores de alta frecuencia, amplificadores de control de ganancia, mezcladores y demoduladores.

1, MOSFETtipo y estructura

MOSFET es un tipo de FET (otro tipo es JFET), se puede fabricar en tipo mejorado o de agotamiento, canal P o canal N, un total de cuatro tipos, pero la aplicación teórica solo de MOSFET de canal N mejorado y P-mejorado MOSFET de canal, por lo que generalmente se denomina NMOS, o PMOS se refiere a estos dos tipos. En cuanto a por qué no utilizar MOSFET de tipo de agotamiento, no recomienda buscar la causa raíz. Con respecto a los dos MOSFET mejorados, el más utilizado es NMOS, la razón es que la resistencia es pequeña y fácil de fabricar. Por lo tanto, las aplicaciones de conmutación de fuentes de alimentación y accionamiento de motores generalmente utilizan NMOS. la siguiente cita, pero también más basada en NMOS. Existen tres pines de la capacitancia parásita MOSFET entre los tres pines, lo cual no es nuestra necesidad, sino debido a limitaciones del proceso de fabricación. La existencia de capacitancia parásita en el diseño o selección del circuito de accionamiento ahorra algo de tiempo, pero no hay forma de evitarlo, y luego se presenta en detalle. En el diagrama esquemático del MOSFET se puede ver el drenaje y la fuente entre un diodo parásito. Esto se llama diodo del cuerpo; al controlar cargas racionales, este diodo es muy importante. Por cierto, el diodo del cuerpo sólo existe en un único MOSFET, normalmente no dentro del chip del circuito integrado.

2, características de conducción MOSFET

La importancia de la conducción es la de un interruptor, equivalente al cierre de un interruptor. Características NMOS, conducirá Vgs superiores a un cierto valor, adecuado para su uso en el caso en que la fuente esté conectada a tierra (unidad de gama baja), solo llega el voltaje de la puerta con características PMOS de 4 V o 10 V, se conducirán Vgs inferiores a un cierto valor, adecuado para su uso en el caso de que la fuente esté conectada al VCC (unidad de gama alta).

Sin embargo, por supuesto, PMOS puede ser muy fácil de usar como controlador de alta gama, pero debido a la resistencia, el costo y la menor cantidad de tipos de intercambio, entre otras razones, los controladores de alta gama generalmente todavía usan NMOS.

3, MOSFETpérdida de conmutación

Ya sea NMOS o PMOS, después de que existe la resistencia activa, de modo que la corriente consumirá energía en esta resistencia, esta parte de la energía consumida se denomina pérdida de resistencia activa. Seleccionar un MOSFET con una pequeña resistencia reducirá la pérdida de resistencia. La resistencia de encendido habitual de un MOSFET de baja potencia suele ser de decenas de miliohmios, unos pocos miliohmios. MOS en el tiempo de encendido y corte, no debe estar en la finalización instantánea del voltaje a través del MOS, hay un proceso de caída, la corriente que fluye a través de un proceso de aumento, durante este tiempo, la pérdida del MOSFET es El producto del voltaje y la corriente se llama pérdida de conmutación. Por lo general, la pérdida de conmutación es mucho mayor que la pérdida de conducción y cuanto más rápida sea la frecuencia de conmutación, mayor será la pérdida. Un gran producto de voltaje y corriente en el instante de conducción constituye una gran pérdida. Acortar el tiempo de conmutación reduce la pérdida en cada conducción; la reducción de la frecuencia de conmutación reduce el número de conmutaciones por unidad de tiempo. Ambos enfoques pueden reducir la pérdida de conmutación.

 
4, unidad MOSFET

En comparación con los transistores bipolares, comúnmente se supone que no se requiere corriente para que el MOSFET conduzca, solo que el voltaje GS esté por encima de cierto valor. Esto es fácil de hacer, sin embargo, también necesitamos velocidad. En la estructura del MOSFET se puede ver que existe una capacitancia parásita entre GS, GD y la conducción del MOSFET es, en teoría, la carga y descarga de la capacitancia. Cargar el capacitor requiere una corriente y, dado que cargar el capacitor instantáneamente puede verse como un cortocircuito, la corriente instantánea será alta. Selección/diseño del controlador MOSFET: lo primero a lo que hay que prestar atención es al tamaño de la corriente de cortocircuito instantánea que se puede proporcionar. Lo segundo a lo que hay que prestar atención es que, generalmente utilizado en unidades NMOS de alta gama, según la demanda, el voltaje de la puerta es mayor que el voltaje de la fuente. El voltaje de la fuente de conducción del tubo MOS de alta gama y el voltaje de drenaje (VCC) son iguales, por lo que el voltaje de la compuerta es de 4V o 10V que el VCC. suponiendo que en el mismo sistema, para obtener un voltaje mayor que el VCC, necesitamos un circuito de refuerzo especial. Muchos controladores de motor tienen una bomba de carga integrada, por lo que se debe prestar atención a elegir el condensador externo adecuado para obtener suficiente corriente de cortocircuito para accionar el MOSFET. Los MOSFET de 4V o 10V mencionados anteriormente se usan comúnmente en voltaje. Por supuesto, el diseño requiere un cierto margen. Cuanto mayor sea el voltaje, más rápida será la velocidad en estado encendido y menor será la resistencia en estado encendido. Por lo general, también se utilizan MOSFET de voltaje de estado encendido más pequeños en diferentes categorías, pero en sistemas electrónicos automotrices de 12 V, el estado de encendido normal de 4 V es suficiente.

Los principales parámetros del MOSFET son los siguientes:

1. Voltaje de ruptura de la fuente de compuerta BVGS: en el proceso de aumentar el voltaje de la fuente de compuerta, de modo que la corriente de compuerta IG desde cero para iniciar un fuerte aumento en VGS, conocido como voltaje de ruptura de la fuente de compuerta BVGS.

2. voltaje de encendido VT - voltaje de encendido (también conocido como voltaje umbral): haga que la fuente S y el drenaje D entre el comienzo del canal conductor constituyan el voltaje de compuerta requerido; - MOSFET de canal N estandarizado, VT es de aproximadamente 3 ~ 6 V; - Después del proceso de mejora, puede reducir el valor MOSFET VT a 2 ~ 3V.

3. Voltaje de ruptura del drenaje BVDS: bajo la condición de VGS = 0 (reforzado), en el proceso de aumentar el voltaje de drenaje de modo que el ID comienza a aumentar dramáticamente cuando el VDS se denomina voltaje de ruptura del drenaje BVDS: el ID aumentó dramáticamente debido a los dos aspectos siguientes:

(1) ruptura por avalancha de la capa de agotamiento cerca del electrodo de drenaje

(2) falla de penetración entre polos de la fuente de drenaje: algunos MOSFET de voltaje pequeño, su longitud de canal es corta, de vez en cuando, aumentar el VDS hará que la región de drenaje de la capa de agotamiento se expanda de vez en cuando a la región de fuente , de modo que la longitud del canal de cero, es decir, entre la penetración del drenaje y la fuente, la penetración, la región de la fuente de la mayoría de los portadores, la región de la fuente, será recta para resistir la capa de agotamiento de la absorción del campo eléctrico, llegar a la región de fuga, lo que resulta en una identificación grande.

4. Resistencia de entrada de CC RGS, es decir, la relación del voltaje agregado entre la fuente de la puerta y la corriente de la puerta; esta característica a veces se expresa en términos de la corriente de la puerta que fluye a través de la puerta. El RGS del MOSFET puede exceder fácilmente los 1010 Ω. 5.

5. transconductancia gm de baja frecuencia en el VDS para un valor fijo de las condiciones, la microvarianza de la corriente de drenaje y la microvarianza del voltaje de la fuente de la puerta causada por este cambio se llama transconductancia gm, que refleja el control del voltaje de la fuente de la puerta en el La corriente de drenaje es para mostrar que el MOSFET amplifica un parámetro importante, generalmente en el rango de unos pocos a unos pocos mA / V. El MOSFET puede exceder fácilmente los 1010 Ω.