MOSFETs के लिए अनुप्रयोग परिदृश्य क्या हैं?

MOSFETs का व्यापक रूप से एनालॉग और डिजिटल सर्किट में उपयोग किया जाता है और यह हमारे जीवन से निकटता से जुड़ा हुआ है। MOSFETs के फायदे हैं: ड्राइव सर्किट अपेक्षाकृत सरल है। MOSFETs को BJTs की तुलना में बहुत कम ड्राइव करंट की आवश्यकता होती है, और आमतौर पर इसे सीधे CMOS या ओपन कलेक्टर द्वारा संचालित किया जा सकता है। टीटीएल ड्राइवर सर्किट। दूसरा, MOSFETs तेजी से स्विच करते हैं और उच्च गति पर काम कर सकते हैं क्योंकि इसमें कोई चार्ज स्टोरेज प्रभाव नहीं होता है। इसके अलावा, MOSFETs में द्वितीयक ब्रेकडाउन विफलता तंत्र नहीं होता है। तापमान जितना अधिक होगा, सहनशक्ति उतनी ही मजबूत होगी, थर्मल ब्रेकडाउन की संभावना उतनी ही कम होगी, लेकिन बेहतर प्रदर्शन प्रदान करने के लिए व्यापक तापमान रेंज में भी MOSFETs का उपयोग उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक उत्पादों, इलेक्ट्रोमैकेनिकल में बड़ी संख्या में अनुप्रयोगों में किया गया है। उपकरण, स्मार्ट फोन और अन्य पोर्टेबल डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद हर जगह पाए जा सकते हैं।

 

MOSFET एप्लिकेशन केस विश्लेषण

1、बिजली आपूर्ति अनुप्रयोगों को स्विच करना

परिभाषा के अनुसार, इस एप्लिकेशन को MOSFETs को समय-समय पर संचालित करने और बंद करने की आवश्यकता होती है। साथ ही, बिजली की आपूर्ति को स्विच करने के लिए दर्जनों टोपोलॉजी का उपयोग किया जा सकता है, जैसे डीसी-डीसी बिजली की आपूर्ति आमतौर पर मूल हिरन कनवर्टर में उपयोग की जाती है, स्विचिंग फ़ंक्शन करने के लिए दो एमओएसएफईटी पर निर्भर करती है, ये स्विच वैकल्पिक रूप से स्टोर करने के लिए प्रारंभ करनेवाला में होते हैं ऊर्जा, और फिर ऊर्जा को भार के लिए खोलें। वर्तमान में, डिजाइनर अक्सर सैकड़ों kHz और यहां तक ​​कि 1MHz से ऊपर की आवृत्तियों का चयन करते हैं, इस तथ्य के कारण कि आवृत्ति जितनी अधिक होगी, चुंबकीय घटक उतने ही छोटे और हल्के होंगे। बिजली आपूर्ति स्विच करने में दूसरे सबसे महत्वपूर्ण MOSFET मापदंडों में आउटपुट कैपेसिटेंस, थ्रेशोल्ड वोल्टेज, गेट प्रतिबाधा और हिमस्खलन ऊर्जा शामिल हैं।

 

2, मोटर नियंत्रण अनुप्रयोग

मोटर नियंत्रण अनुप्रयोग बिजली के लिए एक अन्य अनुप्रयोग क्षेत्र हैMOSFETs. विशिष्ट आधे-पुल नियंत्रण सर्किट दो MOSFETs का उपयोग करते हैं (पूर्ण-पुल चार का उपयोग करता है), लेकिन दो MOSFETs का ऑफ टाइम (डेड टाइम) बराबर होता है। इस एप्लिकेशन के लिए, रिवर्स रिकवरी टाइम (टीआरआर) बहुत महत्वपूर्ण है। आगमनात्मक भार (जैसे कि मोटर वाइंडिंग) को नियंत्रित करते समय, नियंत्रण सर्किट ब्रिज सर्किट में MOSFET को ऑफ स्थिति में स्विच कर देता है, जिस बिंदु पर ब्रिज सर्किट में एक अन्य स्विच अस्थायी रूप से MOSFET में बॉडी डायोड के माध्यम से करंट को उलट देता है। इस प्रकार, करंट फिर से प्रसारित होता है और मोटर को शक्ति प्रदान करता रहता है। जब पहला MOSFET दोबारा संचालित होता है, तो दूसरे MOSFET डायोड में संग्रहीत चार्ज को हटा दिया जाना चाहिए और पहले MOSFET के माध्यम से डिस्चार्ज किया जाना चाहिए। यह एक ऊर्जा हानि है, इसलिए ट्र्र जितनी कम होगी, हानि उतनी ही कम होगी।

 

3, ऑटोमोटिव अनुप्रयोग

ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में पावर MOSFETs का उपयोग पिछले 20 वर्षों में तेजी से बढ़ा है। शक्तिMOSFETइसलिए चुना गया है क्योंकि यह सामान्य ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के कारण होने वाली क्षणिक उच्च-वोल्टेज घटनाओं, जैसे लोड शेडिंग और सिस्टम ऊर्जा में अचानक परिवर्तन का सामना कर सकता है, और इसका पैकेज सरल है, मुख्य रूप से TO220 और TO247 पैकेज का उपयोग करता है। इसी समय, अधिकांश ऑटोमोबाइल में पावर विंडो, ईंधन इंजेक्शन, आंतरायिक वाइपर और क्रूज़ नियंत्रण जैसे अनुप्रयोग धीरे-धीरे मानक बन रहे हैं, और डिज़ाइन में समान पावर उपकरणों की आवश्यकता होती है। इस अवधि के दौरान, ऑटोमोटिव पावर MOSFETs मोटर, सोलनॉइड और ईंधन इंजेक्टर के रूप में विकसित हुए और अधिक लोकप्रिय हो गए।

 

ऑटोमोटिव उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले MOSFETs वोल्टेज, करंट और ऑन-प्रतिरोध की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करते हैं। मोटर नियंत्रण उपकरण 30V और 40V ब्रेकडाउन वोल्टेज मॉडल का उपयोग करके कॉन्फ़िगरेशन को ब्रिज करते हैं, 60V उपकरणों का उपयोग लोड को चलाने के लिए किया जाता है जहां अचानक लोड अनलोडिंग और उछाल शुरू करने की स्थिति को नियंत्रित किया जाना चाहिए, और जब उद्योग मानक 42V बैटरी सिस्टम में स्थानांतरित हो जाता है तो 75V तकनीक की आवश्यकता होती है। उच्च सहायक वोल्टेज उपकरणों को 100V से 150V मॉडल के उपयोग की आवश्यकता होती है, और 400V से ऊपर MOSFET उपकरणों का उपयोग इंजन चालक इकाइयों और उच्च तीव्रता डिस्चार्ज (HID) हेडलैम्प के लिए नियंत्रण सर्किट में किया जाता है।

 

ऑटोमोटिव MOSFET ड्राइव करंट 2A से लेकर 100A से अधिक तक होता है, जिसमें ऑन-रेज़िस्टेंस 2mΩ से 100mΩ तक होता है। MOSFET लोड में मोटर, वाल्व, लैंप, हीटिंग घटक, कैपेसिटिव पीजोइलेक्ट्रिक असेंबली और डीसी/डीसी बिजली आपूर्ति शामिल हैं। स्विचिंग आवृत्तियाँ आमतौर पर 10kHz से 100kHz तक होती हैं, इस चेतावनी के साथ कि मोटर नियंत्रण 20kHz से ऊपर की आवृत्तियों को स्विच करने के लिए उपयुक्त नहीं है। अन्य प्रमुख आवश्यकताएं हैं यूआईएस प्रदर्शन, जंक्शन तापमान सीमा पर परिचालन की स्थिति (-40 डिग्री से 175 डिग्री, कभी-कभी 200 डिग्री तक) और कार के जीवन से परे उच्च विश्वसनीयता।

 

4, एलईडी लैंप और लालटेन चालक

एलईडी लैंप और लालटेन के डिजाइन में अक्सर MOSFET का उपयोग किया जाता है, एलईडी निरंतर वर्तमान ड्राइवर के लिए, आमतौर पर NMOS का उपयोग किया जाता है। MOSFET और द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की शक्ति आमतौर पर भिन्न होती है। इसकी गेट कैपेसिटेंस अपेक्षाकृत बड़ी है। संचालन से पहले संधारित्र को चार्ज करने की आवश्यकता होती है। जब संधारित्र वोल्टेज थ्रेशोल्ड वोल्टेज से अधिक हो जाता है, तो MOSFET का संचालन शुरू हो जाता है। इसलिए, डिजाइन के दौरान यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि गेट ड्राइवर की भार क्षमता इतनी बड़ी होनी चाहिए कि यह सुनिश्चित हो सके कि समतुल्य गेट कैपेसिटेंस (सीईआई) की चार्जिंग सिस्टम द्वारा आवश्यक समय के भीतर पूरी हो जाए।

 

MOSFET की स्विचिंग गति इनपुट कैपेसिटेंस की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग पर अत्यधिक निर्भर है। यद्यपि उपयोगकर्ता Cin के मूल्य को कम नहीं कर सकता है, लेकिन गेट ड्राइव लूप सिग्नल स्रोत आंतरिक प्रतिरोध रुपये के मूल्य को कम कर सकता है, इस प्रकार स्विचिंग गति को तेज करने के लिए गेट लूप चार्जिंग और डिस्चार्जिंग समय स्थिरांक को कम कर सकता है, सामान्य आईसी ड्राइव क्षमता यहाँ मुख्य रूप से परिलक्षित होता है, हम कहते हैं कि का चुनावMOSFETबाहरी MOSFET ड्राइव स्थिर-वर्तमान IC को संदर्भित करता है। अंतर्निर्मित MOSFET IC पर विचार करने की आवश्यकता नहीं है। सामान्यतया, 1A से अधिक करंट के लिए बाहरी MOSFET पर विचार किया जाएगा। एक बड़ी और अधिक लचीली एलईडी पावर क्षमता प्राप्त करने के लिए, बाहरी MOSFET एकमात्र तरीका है जिससे IC को उचित क्षमता द्वारा संचालित करने की आवश्यकता होती है, और MOSFET इनपुट कैपेसिटेंस प्रमुख पैरामीटर है।