छोटे वोल्टेज MOSFETs की क्या भूमिका है?

की कई किस्में हैंMOSFETs, मुख्य रूप से जंक्शन MOSFETs और इंसुलेटेड गेट MOSFETs दो श्रेणियों में विभाजित हैं, और सभी में N-चैनल और P-चैनल बिंदु हैं।

 

मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फ़ील्ड-इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर, जिसे MOSFET कहा जाता है, को कमी प्रकार MOSFET और वृद्धि प्रकार MOSFET में विभाजित किया गया है।

 

MOSFETs को सिंगल-गेट और डुअल-गेट ट्यूबों में भी विभाजित किया गया है। डुअल-गेट MOSFET में दो स्वतंत्र गेट G1 और G2 हैं, श्रृंखला में जुड़े दो सिंगल-गेट MOSFET के समतुल्य के निर्माण से, और दो गेट वोल्टेज नियंत्रण द्वारा इसका आउटपुट करंट बदलता है। डुअल-गेट MOSFETs की यह विशेषता उच्च-आवृत्ति एम्पलीफायरों, लाभ नियंत्रण एम्पलीफायरों, मिक्सर और डेमोडुलेटर के रूप में उपयोग किए जाने पर बहुत सुविधा लाती है।

 

1, MOSFETप्रकार और संरचना

MOSFET एक प्रकार का FET है (दूसरा प्रकार JFET है), इसे संवर्धित या कमी प्रकार, P-चैनल या N-चैनल कुल चार प्रकारों में निर्मित किया जा सकता है, लेकिन केवल संवर्धित N-चैनल MOSFET और संवर्धित P- का सैद्धांतिक अनुप्रयोग चैनल MOSFET, जिसे आमतौर पर NMOS या PMOS कहा जाता है, इन दो प्रकारों को संदर्भित करता है। जहाँ तक कमी प्रकार MOSFETs का उपयोग क्यों न करने का सवाल है, तो मूल कारण की खोज की अनुशंसा न करें। दो संवर्धित MOSFETs के संबंध में, अधिक सामान्यतः उपयोग किया जाने वाला NMOS है, इसका कारण यह है कि ऑन-प्रतिरोध छोटा है, और निर्माण करना आसान है। इसलिए बिजली आपूर्ति और मोटर ड्राइव अनुप्रयोगों को स्विच करने के लिए आमतौर पर एनएमओएस का उपयोग किया जाता है। निम्नलिखित उद्धरण, लेकिन अधिक NMOS-आधारित भी। MOSFET परजीवी कैपेसिटेंस के तीन पिन तीन पिनों के बीच मौजूद होते हैं, जो हमारी ज़रूरत नहीं है, बल्कि विनिर्माण प्रक्रिया की सीमाओं के कारण है। कुछ समय बचाने के लिए ड्राइव सर्किट के डिज़ाइन या चयन में परजीवी समाई का अस्तित्व, लेकिन बचने का कोई रास्ता नहीं है, और फिर विस्तृत परिचय। MOSFET योजनाबद्ध आरेख में एक परजीवी डायोड के बीच नाली और स्रोत को देखा जा सकता है। इसे बॉडी डायोड कहा जाता है, तर्कसंगत भार चलाने में यह डायोड बहुत महत्वपूर्ण है। वैसे, बॉडी डायोड केवल एक MOSFET में मौजूद होता है, आमतौर पर एकीकृत सर्किट चिप के अंदर नहीं।

 

2, MOSFET चालन विशेषताएँ

चालन का महत्व एक स्विच के रूप में है, जो एक स्विच बंद करने के बराबर है। एनएमओएस विशेषताएं, एक निश्चित मूल्य से अधिक वीजीएस संचालन करेगा, उस स्थिति में उपयोग के लिए उपयुक्त जब स्रोत ग्राउंडेड (लो-एंड ड्राइव) होता है, केवल गेट वोल्टेज आता है 4V या 10V.PMOS विशेषताओं पर, एक निश्चित मान से कम VGS संचालित होगा, उस स्थिति में उपयोग के लिए उपयुक्त जब स्रोत VCC (हाई-एंड ड्राइव) से जुड़ा हो।

हालाँकि, निश्चित रूप से, पीएमओएस को हाई-एंड ड्राइवर के रूप में उपयोग करना बहुत आसान हो सकता है, लेकिन ऑन-रेजिस्टेंस, महंगे, कम प्रकार के एक्सचेंज और अन्य कारणों से, हाई-एंड ड्राइवर में, आमतौर पर अभी भी एनएमओएस का उपयोग किया जाता है।

 

3, MOSFETस्विचिंग हानि

चाहे वह एनएमओएस हो या पीएमओएस, ऑन-रेजिस्टेंस मौजूद होने के बाद, ताकि करंट इस प्रतिरोध में ऊर्जा की खपत करेगा, खपत की गई ऊर्जा के इस हिस्से को ऑन-रेजिस्टेंस लॉस कहा जाता है। छोटे ऑन-प्रतिरोध वाले MOSFET का चयन करने से ऑन-प्रतिरोध हानि कम हो जाएगी। सामान्य कम-शक्ति MOSFET ऑन-प्रतिरोध आम तौर पर दसियों मिलिओहम्स में होता है, कुछ मिलिओहम्स में। एमओएस ऑन-टाइम और कट-ऑफ में, एमओएस में वोल्टेज के तत्काल पूरा होने में नहीं होना चाहिए, गिरने की प्रक्रिया होती है, वर्तमान बढ़ने की प्रक्रिया के माध्यम से बहती है, इस समय के दौरान, एमओएसएफईटी का नुकसान होता है वोल्टेज और करंट के उत्पाद को स्विचिंग लॉस कहा जाता है। आमतौर पर स्विचिंग हानि चालन हानि से बहुत बड़ी होती है, और स्विचिंग आवृत्ति जितनी तेज़ होगी, हानि उतनी ही अधिक होगी। चालन के क्षण में वोल्टेज और करंट का एक बड़ा उत्पाद एक बड़ी हानि का कारण बनता है। स्विचिंग समय को छोटा करने से प्रत्येक चालन पर हानि कम हो जाती है; स्विचिंग आवृत्ति कम करने से प्रति यूनिट समय स्विचों की संख्या कम हो जाती है। दोनों दृष्टिकोण स्विचिंग हानि को कम कर सकते हैं।

 
4, MOSFET ड्राइव

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की तुलना में, आमतौर पर यह माना जाता है कि MOSFET संचालन के लिए किसी करंट की आवश्यकता नहीं होती है, केवल जीएस वोल्टेज एक निश्चित मूल्य से ऊपर होता है। ऐसा करना आसान है, हालाँकि, हमें गति की भी आवश्यकता है। MOSFET की संरचना में आप देख सकते हैं कि GS, GD के बीच एक परजीवी कैपेसिटेंस है, और MOSFET की ड्राइविंग, सिद्धांत रूप में, कैपेसिटेंस की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग है। कैपेसिटर को चार्ज करने के लिए करंट की आवश्यकता होती है, और चूंकि कैपेसिटर को तुरंत चार्ज करने को शॉर्ट सर्किट के रूप में देखा जा सकता है, इसलिए तात्कालिक करंट अधिक होगा। MOSFET ड्राइव के चयन/डिज़ाइन पर ध्यान देने वाली पहली बात यह है कि तात्कालिक शॉर्ट-सर्किट करंट का आकार प्रदान किया जा सकता है। ध्यान देने वाली दूसरी बात यह है कि, आम तौर पर हाई-एंड ड्राइव एनएमओएस में उपयोग किया जाता है, मांग पर गेट वोल्टेज स्रोत वोल्टेज से अधिक होता है। हाई-एंड ड्राइव एमओएस ट्यूब चालन स्रोत वोल्टेज और ड्रेन वोल्टेज (वीसीसी) समान है, इसलिए गेट वोल्टेज वीसीसी 4V या 10V से अधिक है। यह मानते हुए कि उसी प्रणाली में, वीसीसी से बड़ा वोल्टेज प्राप्त करने के लिए, हमें एक विशेष बूस्ट सर्किट की आवश्यकता है। कई मोटर चालकों में चार्ज पंप एकीकृत होते हैं, इस पर ध्यान देने के लिए MOSFET को चलाने के लिए पर्याप्त शॉर्ट-सर्किट करंट प्राप्त करने के लिए उपयुक्त बाहरी संधारित्र का चयन करना चाहिए। ऊपर कहा गया 4V या 10V आमतौर पर वोल्टेज पर MOSFET का उपयोग किया जाता है, निश्चित रूप से डिजाइन, एक निश्चित मार्जिन की आवश्यकता होती है। वोल्टेज जितना अधिक होगा, ऑन-स्टेट गति उतनी ही तेज़ होगी और ऑन-स्टेट प्रतिरोध उतना ही कम होगा। आमतौर पर विभिन्न श्रेणियों में छोटे ऑन-स्टेट वोल्टेज MOSFETs का भी उपयोग किया जाता है, लेकिन 12V ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स सिस्टम में, साधारण 4V ऑन-स्टेट पर्याप्त है।

 

 

MOSFET के मुख्य पैरामीटर इस प्रकार हैं:

 

1. गेट स्रोत ब्रेकडाउन वोल्टेज बीवीजीएस - गेट स्रोत वोल्टेज को बढ़ाने की प्रक्रिया में, ताकि गेट वर्तमान आईजी शून्य से वीजीएस में तेज वृद्धि शुरू कर सके, जिसे गेट स्रोत ब्रेकडाउन वोल्टेज बीवीजीएस के रूप में जाना जाता है।

 

2. टर्न-ऑन वोल्टेज वीटी - टर्न-ऑन वोल्टेज (थ्रेशोल्ड वोल्टेज के रूप में भी जाना जाता है): प्रवाहकीय चैनल की शुरुआत के बीच स्रोत एस और ड्रेन डी बनाएं जिससे आवश्यक गेट वोल्टेज बनता है; - मानकीकृत एन-चैनल MOSFET, VT लगभग 3 ~ 6V है; - सुधार की प्रक्रिया के बाद, MOSFET VT मान को 2 ~ 3V तक कम किया जा सकता है।

 

3. ड्रेन ब्रेकडाउन वोल्टेज बीवीडीएस - वीजीएस = 0 (प्रबलित) की स्थिति के तहत, ड्रेन वोल्टेज को बढ़ाने की प्रक्रिया में ताकि आईडी नाटकीय रूप से बढ़ने लगे जब वीडीएस को ड्रेन ब्रेकडाउन वोल्टेज बीवीडीएस कहा जाता है - आईडी के कारण नाटकीय रूप से वृद्धि हुई निम्नलिखित दो पहलू:

 

(1) ड्रेन इलेक्ट्रोड के पास कमी परत का हिमस्खलन टूटना

 

(2) ड्रेन-सोर्स इंटर-पोल पेनेट्रेशन ब्रेकडाउन - कुछ छोटे वोल्टेज एमओएसएफईटी, इसकी चैनल लंबाई कम है, समय-समय पर वीडीएस बढ़ाने से स्रोत क्षेत्र में विस्तार करने के लिए समय-समय पर कमी परत का ड्रेन क्षेत्र बन जाएगा। , ताकि शून्य की चैनल लंबाई, यानी, नाली-स्रोत प्रवेश, प्रवेश, अधिकांश वाहक के स्रोत क्षेत्र के बीच, स्रोत क्षेत्र, विद्युत क्षेत्र के अवशोषण की कमी परत का सामना करने के लिए सीधा होगा, रिसाव क्षेत्र तक पहुंचने के लिए, जिसके परिणामस्वरूप एक बड़ी आईडी प्राप्त होगी।

 

4. डीसी इनपुट प्रतिरोध आरजीएस-यानी, गेट स्रोत और गेट करंट के बीच जोड़े गए वोल्टेज का अनुपात, यह विशेषता कभी-कभी गेट एमओएसएफईटी के आरजीएस के माध्यम से बहने वाले गेट करंट के संदर्भ में व्यक्त की जाती है जो आसानी से 1010Ω से अधिक हो सकती है। 5.

 

5. स्थितियों के एक निश्चित मूल्य के लिए वीडीएस में कम आवृत्ति ट्रांसकंडक्टेंस जीएम, इस परिवर्तन के कारण होने वाले ड्रेन करंट और गेट स्रोत वोल्टेज माइक्रोवेरिएंस को ट्रांसकंडक्टेंस जीएम कहा जाता है, जो गेट स्रोत वोल्टेज के नियंत्रण को दर्शाता है। ड्रेन करंट यह दर्शाता है कि MOSFET का प्रवर्धन एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, जो आम तौर पर कुछ से कुछ mA/V की सीमा में होता है। MOSFET आसानी से 1010Ω से अधिक हो सकता है।