Sirkuit Driver MOSFET Paket Gedhe

Kaping pisanan, jinis lan struktur MOSFET,MOSFETyaiku FET (liyane JFET), bisa diprodhuksi dadi jinis sing ditingkatake utawa penipisan, saluran P utawa saluran N kanthi total patang jinis, nanging aplikasi nyata mung MOSFET saluran N sing ditingkatake lan MOSFET saluran P sing ditingkatake, dadi biasane diarani minangka NMOS utawa PMOS nuduhake rong jinis iki. Kanggo rong jinis MOSFET sing ditingkatake iki, sing luwih umum digunakake yaiku NMOS, sebabe resistensi kasebut cilik, lan gampang digawe. Mulane, NMOS umume digunakake kanggo ngalih sumber daya lan aplikasi drive motor.

Ing introduksi ing ngisor iki, umume kasus didominasi dening NMOS. kapasitansi parasit ana ing antarane telung pin MOSFET, fitur sing ora dibutuhake nanging muncul amarga watesan proses manufaktur. Anane kapasitansi parasit ndadekake rada angel ngrancang utawa milih sirkuit driver. Ana dioda parasit antarane saluran lan sumber. Iki diarani dioda awak lan penting kanggo nyopir beban induktif kayata motor. Miturut cara, dioda awak mung ana ing MOSFET individu lan biasane ora ana ing chip IC.

MOSFETmundhut tabung ngoper, apa iku NMOS utawa PMOS, sawise konduksi saka ing-resistance ana, supaya saiki bakal nganggo energi ing resistance iki, iki bagéan saka energi migunakaken disebut mundhut konduksi. Pamilihan MOSFET kanthi resistensi kurang bakal nyuda kerugian resistensi. Saiki, ing-resistance saka MOSFET kurang daya umume watara puluhan miliohm, lan sawetara miliohm uga kasedhiya. MOSFET kudu ora rampung ing cepet nalika lagi urip lan mati. Ana proses nyuda voltase ing loro ends saka MOSFET, lan ana proses nambah saiki mili liwat iku. Sajrone wektu iki, mundhut saka MOSFETs produk saka voltase lan saiki, kang disebut mundhut ngoper. Biasane mundhut ngoper luwih gedhe tinimbang mundhut konduksi, lan sing luwih cepet frekuensi ngoper, sing luwih gedhe mundhut. Produk voltase lan arus nalika konduksi gedhe banget, nyebabake kerugian gedhe. Shortening wektu ngoper nyuda mundhut ing saben konduksi; nyuda frekuensi ngoper nyuda jumlah ngalih saben unit wektu. Loro-lorone pendekatan kasebut nyuda kerugian switching.

Dibandhingake transistor bipolar, iku umume pitados bilih ora saiki dibutuhake kanggo nggawe aMOSFETtumindak, anggere voltase GS ndhuwur nilai tartamtu. Iki gampang ditindakake, nanging kita uga butuh kacepetan. Minangka sampeyan bisa ndeleng ing struktur MOSFET, ana kapasitansi parasit antarane GS, GD, lan nyopir MOSFET, ing efek, daya lan discharging saka kapasitansi. Ngisi daya kapasitor mbutuhake arus, amarga ngisi kapasitor kanthi cepet bisa dideleng minangka sirkuit cendhak, mula arus cepet bakal luwih dhuwur. Babagan pisanan sing kudu dicathet nalika milih / ngrancang driver MOSFET yaiku ukuran arus hubung singkat sing bisa diwenehake.

Kapindho sing kudu dicathet yaiku, umume digunakake ing NMOS drive high-end, voltase gerbang ing wektu kudu luwih gedhe tinimbang voltase sumber. Dhuwur-mburi drive MOSFET ing sumber voltase lan saluran voltase (VCC) padha, supaya banjur voltase gapura saka VCC 4V utawa 10V. yen ing sistem padha, kanggo njaluk voltase luwih gedhe saka VCC, kita kudu spesialis ing sirkuit ngedongkrak. Akeh pembalap motor duwe pumps daya terpadu, iku penting kanggo Wigati sing kudu milih kapasitansi external cocok kanggo njaluk cukup short-circuit saiki kanggo drive MOSFET. 4V utawa 10V punika MOSFET umum digunakake ing voltase, desain mesthi, sampeyan kudu duwe wates tartamtu. Sing luwih dhuwur voltase, luwih cepet kacepetan ing negara lan luwih murah resistance ing negara. Saiki ana uga MOSFET voltase ing negara cilik sing digunakake ing macem-macem lapangan, nanging ing sistem elektronik otomotif 12V, umume 4V ing negara cukup. perlu kanggo sirkuit ngoper elektronik, kayata ngoper sumber daya lan motor drive, nanging uga cahya dimming. Nindakake tegese tumindak minangka ngalih, kang padha karo penutupan ngalih.NMOS karakteristik, Vgs luwih saka nilai tartamtu bakal tumindak, cocok kanggo nggunakake ing kasus nalika sumber wis grounded (low-mburi drive), anggere gapura. voltase 4V utawa 10V.PMOS karakteristik, Vgs kurang saka nilai tartamtu bakal tumindak, cocok kanggo nggunakake ing cilik nalika sumber disambungake menyang VCC (dhuwur-mburi drive). Nanging, sanajan PMOS bisa gampang digunakake minangka pembalap dhuwur, NMOS biasane digunakake ing pembalap dhuwur amarga saka resistance gedhe, rega dhuwur, lan sawetara jinis panggantos.

Saiki MOSFET drive aplikasi voltase kurang, nalika nggunakake sumber daya 5V, wektu iki yen sampeyan nggunakake struktur kutub totem tradisional, amarga transistor dadi bab 0.7V voltase drop, asil ing final nyata ditambahake menyang gapura ing voltase mung 4,3 V. Ing wektu iki, kita milih voltase gerbang nominal 4.5V saka MOSFET ing orane resiko tartamtu. Masalah sing padha kedadeyan nalika nggunakake 3V utawa kahanan sumber daya voltase rendah liyane. Tegangan ganda digunakake ing sawetara sirkuit kontrol ing ngendi bagean logika nggunakake voltase digital 5V utawa 3.3V khas lan bagean daya nggunakake 12V utawa luwih dhuwur. Loro voltase disambungake nggunakake lemah umum. Iki nempatno requirement kanggo nggunakake sirkuit sing ngidini sisih voltase kurang kanggo èfèktif ngontrol MOSFET ing sisih voltase dhuwur, nalika MOSFET ing sisih voltase dhuwur bakal ngadhepi masalah padha kasebut ing 1 lan 2. Ing telung kasus, ing struktur kutub totem ora bisa nyukupi syarat output, lan akeh IC driver MOSFET mati-the-rak koyone ora kalebu struktur matesi voltase gerbang. Tegangan input dudu nilai tetep, beda-beda gumantung karo wektu utawa faktor liyane. Variasi iki nyebabake tegangan drive sing diwenehake menyang MOSFET dening sirkuit PWM dadi ora stabil. Kanggo nggawe MOSFET aman saka voltase gerbang dhuwur, akeh MOSFET duwe regulator voltase sing dibangun kanggo mbatesi amplitudo voltase gerbang kanthi kuat.

Ing kasus iki, nalika voltase drive kasedhiya ngluwihi voltase saka regulator, iku bakal nimbulaké konsumsi daya statis gedhe. voltase input dhuwur, MOSFET dianggo uga, nalika voltase input suda nalika voltase gapura ora cukup kanggo nimbulaké konduksi insufficiently lengkap, mangkono nambah konsumsi daya.

Sirkuit sing relatif umum ing kene mung kanggo sirkuit driver NMOS kanggo analisis prasaja: Vl lan Vh minangka sumber daya sing kurang lan dhuwur, loro voltase bisa padha, nanging Vl ora kudu ngluwihi Vh. Q1 lan Q2 mbentuk kutub totem kuwalik, digunakake kanggo entuk isolasi, lan ing wektu sing padha kanggo mesthekake yen loro tabung driver Q3 lan Q4 ora bakal ing wektu sing padha. R2 lan R3 nyedhiyakake referensi voltase PWM, lan kanthi ngganti referensi iki, sampeyan bisa nggawe sirkuit bisa uga, lan voltase gapura ora cukup kanggo nimbulaké konduksi pepek, saéngga nambah konsumsi daya. R2 lan R3 nyedhiyani referensi voltase PWM, kanthi ngganti referensi iki, sampeyan bisa supaya karya sirkuit ing gelombang sinyal PWM relatif tajem lan posisi lurus. Q3 lan Q4 digunakake kanggo nyedhiyani drive saiki, amarga ing wektu, Q3 lan Q4 relatif kanggo Vh lan GND mung minimal voltase drop Vce, voltase drop iki biasane mung 0.3V utawa luwih, luwih murah. saka 0.7V Vce R5 lan R6 minangka resistor umpan balik kanggo sampling voltase gerbang, sawise voltase sampling, voltase gerbang digunakake minangka resistor umpan balik menyang voltase gerbang, lan voltase sampel digunakake menyang voltase gerbang. R5 lan R6 minangka resistor umpan balik sing digunakake kanggo sampel voltase gerbang, sing banjur dilewati Q5 kanggo nggawe umpan balik negatif sing kuat ing basis Q1 lan Q2, saéngga mbatesi voltase gerbang menyang nilai sing winates. Nilai iki bisa diatur dening R5 lan R6. Pungkasan, R1 menehi watesan arus dhasar kanggo Q3 lan Q4, lan R4 menehi watesan saiki gerbang menyang MOSFET, yaiku watesan Es Q3Q4. Kapasitor akselerasi bisa disambungake ing podo karo ndhuwur R4 yen perlu.                                         

Nalika ngrancang piranti hotspot lan produk nirkabel, nambah kinerja produk lan ndawakake wektu operasi baterei ana loro masalah desainer kudu ngadhepi. Konverter DC-DC duwe kaluwihan saka efficiency dhuwur, saiki output dhuwur lan saiki quiescent kurang, kang cocok banget kanggo daya portabel. piranti.

Konverter DC-DC duwe kaluwihan efisiensi dhuwur, arus output dhuwur lan arus sepi sing sithik, sing cocog banget kanggo nguwasani piranti portebel. Saiki, tren utama ing pangembangan teknologi desain konverter DC-DC kalebu: teknologi frekuensi dhuwur: kanthi nambah frekuensi switching, ukuran konverter switching uga suda, Kapadhetan daya wis tambah akeh, lan dinamis. respon wis apik. Cilik

Frekuensi ngoper konverter daya DC-DC bakal munggah menyang tingkat megahertz. Teknologi voltase output sing kurang: Kanthi pangembangan teknologi manufaktur semikonduktor sing terus-terusan, mikroprosesor lan voltase operasi peralatan elektronik hotspot saya mudhun lan luwih murah, sing mbutuhake konverter DC-DC ing mangsa ngarep bisa nyedhiyakake voltase output sing sithik kanggo adaptasi karo mikroprosesor lan peralatan elektronik portabel, sing mbutuhake konverter DC-DC mangsa bisa nyedhiyani voltase output kurang kanggo ngganti menyang microprocessor.

Cukup kanggo nyedhiyakake voltase output sing sithik kanggo adaptasi karo mikroprosesor lan peralatan elektronik portabel. Perkembangan teknologi kasebut nyedhiyakake syarat sing luwih dhuwur kanggo desain sirkuit chip sumber daya. Kaping pisanan, kanthi frekuensi ngoper tambah, kinerja komponen ngoper diterusake

syarat dhuwur kanggo kinerja unsur ngoper, lan kudu ngoper cocog unsur drive sirkuit kanggo mesthekake yen unsur ngoper ing frekuensi ngoper nganti tingkat megahertz operasi normal. Kapindho, kanggo piranti elektronik portabel sing nganggo baterei, voltase operasi sirkuit sithik (umpamane, ing baterei lithium).

baterei Lithium, contone, voltase operasi saka 2.5 ~ 3.6V), supaya chip sumber daya kanggo voltase ngisor.

MOSFET nduweni resistensi sing kurang banget, konsumsi energi sing sithik, ing chip DC-DC efisiensi tinggi sing populer saiki luwih MOSFET minangka saklar daya. Nanging, amarga kapasitansi parasit gedhe saka MOSFETs. Iki nyedhiyakake syarat sing luwih dhuwur babagan desain sirkuit driver tabung kanggo ngrancang konverter DC-DC frekuensi operasi sing dhuwur. Ana macem-macem CMOS, sirkuit logika BiCMOS nggunakake struktur ngedongkrak bootstrap lan sirkuit driver minangka mbukak capacitive gedhe ing desain ULSI voltase kurang. Sirkuit kasebut bisa mlaku kanthi bener ing kahanan pasokan voltase kurang saka 1V, lan bisa digunakake ing kahanan kapasitansi beban frekuensi 1 ~ 2pF bisa tekan puluhan megabit utawa malah atusan megahertz. Ing makalah iki, sirkuit ngedongkrak bootstrap digunakake kanggo ngrancang kapasitas drive kapasitansi beban gedhe, cocok kanggo sirkuit drive konverter konverter DC-DC kanthi voltase rendah, frekuensi ngalih dhuwur. Voltase low-end lan PWM kanggo drive MOSFET dhuwur-mburi. sinyal PWM amplitudo cilik kanggo drive syarat voltase gerbang dhuwur MOSFETs.