చిన్న వోల్టేజ్ MOSFETల పాత్ర ఏమిటి?

అనేక రకాలు ఉన్నాయిMOSFETలు, ప్రధానంగా జంక్షన్ MOSFETలు మరియు ఇన్సులేటెడ్ గేట్ MOSFETలు రెండు వర్గాలుగా విభజించబడ్డాయి మరియు అన్నీ N-ఛానల్ మరియు P-ఛానల్ పాయింట్లను కలిగి ఉంటాయి.

 

MOSFETగా సూచించబడే మెటల్-ఆక్సైడ్-సెమీకండక్టర్ ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్, క్షీణత రకం MOSFET మరియు మెరుగుదల రకం MOSFETగా విభజించబడింది.

 

MOSFETలు సింగిల్-గేట్ మరియు డ్యూయల్-గేట్ ట్యూబ్‌లుగా కూడా విభజించబడ్డాయి. ద్వంద్వ-గేట్ MOSFET సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడిన రెండు సింగిల్-గేట్ MOSFETలకు సమానమైన నిర్మాణం నుండి రెండు స్వతంత్ర గేట్ G1 మరియు G2లను కలిగి ఉంది మరియు రెండు గేట్ వోల్టేజ్ నియంత్రణ ద్వారా దాని అవుట్‌పుట్ కరెంట్ మారుతుంది. డ్యూయల్-గేట్ MOSFETల యొక్క ఈ లక్షణం హై-ఫ్రీక్వెన్సీ యాంప్లిఫైయర్‌లు, గెయిన్ కంట్రోల్ యాంప్లిఫైయర్‌లు, మిక్సర్‌లు మరియు డీమోడ్యులేటర్‌లుగా ఉపయోగించినప్పుడు గొప్ప సౌలభ్యాన్ని తెస్తుంది.

 

1, MOSFETరకం మరియు నిర్మాణం

MOSFET అనేది ఒక రకమైన FET (మరొక రకం JFET), మెరుగుపరచబడిన లేదా క్షీణత రకం, P-ఛానల్ లేదా N-ఛానల్ మొత్తం నాలుగు రకాలుగా తయారు చేయవచ్చు, అయితే మెరుగుపరచబడిన N-ఛానల్ MOSFET మరియు మెరుగుపరచబడిన P- యొక్క సైద్ధాంతిక అనువర్తనం మాత్రమే. ఛానెల్ MOSFET, కాబట్టి సాధారణంగా NMOS అని పిలుస్తారు లేదా PMOS ఈ రెండు రకాలను సూచిస్తుంది. క్షీణత రకం MOSFETలను ఎందుకు ఉపయోగించకూడదు అనే దాని గురించి, మూల కారణం కోసం శోధనను సిఫార్సు చేయవద్దు. రెండు మెరుగుపరచబడిన MOSFETలకు సంబంధించి, సాధారణంగా ఉపయోగించేది NMOS, దీనికి కారణం ఆన్-రెసిస్టెన్స్ చిన్నది మరియు తయారు చేయడం సులభం. కాబట్టి విద్యుత్ సరఫరా మరియు మోటార్ డ్రైవ్ అప్లికేషన్‌లను మార్చడం, సాధారణంగా NMOSని ఉపయోగించండి. కింది కోట్, కానీ మరింత NMOS-ఆధారితం. MOSFET పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ యొక్క మూడు పిన్‌లు మూడు పిన్‌ల మధ్య ఉన్నాయి, ఇది మన అవసరాలు కాదు, తయారీ ప్రక్రియ పరిమితుల కారణంగా. డ్రైవ్ సర్క్యూట్ రూపకల్పన లేదా ఎంపికలో పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ ఉనికిని కొంత సమయం ఆదా చేయడానికి, కానీ నివారించడానికి మార్గం లేదు, ఆపై వివరణాత్మక పరిచయం. MOSFET స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రంలో పరాన్నజీవి డయోడ్ మధ్య కాలువ మరియు మూలం చూడవచ్చు. దీనిని శరీర డయోడ్ అని పిలుస్తారు, హేతుబద్ధమైన లోడ్లను నడపడంలో, ఈ డయోడ్ చాలా ముఖ్యమైనది. మార్గం ద్వారా, బాడీ డయోడ్ ఒకే MOSFETలో మాత్రమే ఉంటుంది, సాధారణంగా ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ చిప్ లోపల ఉండదు.

 

2, MOSFET ప్రసరణ లక్షణాలు

వాహకత యొక్క ప్రాముఖ్యత స్విచ్ మూసివేతకు సమానం. NMOS లక్షణాలు, నిర్దిష్ట విలువ కంటే ఎక్కువ Vgs నిర్వహిస్తుంది, మూలం గ్రౌన్దేడ్ అయినప్పుడు (తక్కువ-ముగింపు డ్రైవ్), గేట్ వోల్టేజ్ మాత్రమే వచ్చినప్పుడు ఉపయోగించడానికి అనుకూలం. 4V లేదా 10V.PMOS లక్షణాలలో, ఒక నిర్దిష్ట విలువ కంటే తక్కువ Vgs నిర్వహిస్తుంది, మూలం VCC (హై-ఎండ్ డ్రైవ్)కి కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు ఉపయోగించడానికి అనుకూలం.

అయితే, వాస్తవానికి, PMOS హై-ఎండ్ డ్రైవర్‌గా ఉపయోగించడం చాలా సులభం, కానీ ఆన్-రెసిస్టెన్స్, ఖరీదైన, తక్కువ రకాల ఎక్స్ఛేంజీలు మరియు ఇతర కారణాల వల్ల, హై-ఎండ్ డ్రైవర్‌లో, సాధారణంగా ఇప్పటికీ NMOSని ఉపయోగిస్తుంది.

 

3, MOSFETమార్పిడి నష్టం

ఇది NMOS లేదా PMOS అయినా, ఆన్-రెసిస్టెన్స్ ఉనికిలో ఉన్న తర్వాత, కరెంట్ ఈ ప్రతిఘటనలో శక్తిని వినియోగిస్తుంది, వినియోగించే శక్తి యొక్క ఈ భాగాన్ని ఆన్-రెసిస్టెన్స్ లాస్ అంటారు. చిన్న ఆన్-రెసిస్టెన్స్‌తో MOSFETని ఎంచుకోవడం వలన ఆన్-రెసిస్టెన్స్ నష్టాన్ని తగ్గిస్తుంది. సాధారణ తక్కువ-శక్తి MOSFET ఆన్-రెసిస్టెన్స్ సాధారణంగా పదుల మిలియన్లలో ఉంటుంది, అక్కడ కొన్ని మిల్లీఓమ్‌లు. MOS ఆన్-టైమ్ మరియు కట్-ఆఫ్‌లో, MOS అంతటా వోల్టేజీని తక్షణమే పూర్తి చేయడంలో ఉండకూడదు, పడిపోయే ప్రక్రియ ఉంది, కరెంట్ పెరుగుతున్న ప్రక్రియ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది, ఈ సమయంలో, MOSFET యొక్క నష్టం వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ యొక్క ఉత్పత్తిని మార్పిడి నష్టం అంటారు. సాధారణంగా మార్పిడి నష్టం ప్రసరణ నష్టం కంటే చాలా పెద్దది, మరియు వేగంగా మారే ఫ్రీక్వెన్సీ, పెద్ద నష్టం. వాహక తక్షణంలో వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ యొక్క పెద్ద ఉత్పత్తి పెద్ద నష్టాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. మారే సమయాన్ని తగ్గించడం వలన ప్రతి ప్రసరణ వద్ద నష్టాన్ని తగ్గిస్తుంది; స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని తగ్గించడం వలన యూనిట్ సమయానికి స్విచ్‌ల సంఖ్య తగ్గుతుంది. రెండు విధానాలు మారే నష్టాన్ని తగ్గించగలవు.

 
4, MOSFET డ్రైవ్

బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌లతో పోలిస్తే, MOSFET ప్రవర్తనను చేయడానికి కరెంట్ అవసరం లేదని సాధారణంగా భావించబడుతుంది, GS వోల్టేజ్ నిర్దిష్ట విలువ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. దీన్ని చేయడం సులభం, అయితే, మాకు వేగం కూడా అవసరం. MOSFET యొక్క నిర్మాణంలో మీరు GS, GD మధ్య పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ ఉన్నట్లు చూడవచ్చు మరియు MOSFET యొక్క డ్రైవింగ్ సిద్ధాంతంలో, కెపాసిటెన్స్ యొక్క ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్. కెపాసిటర్‌ను ఛార్జ్ చేయడానికి కరెంట్ అవసరం, మరియు కెపాసిటర్‌ను తక్షణమే ఛార్జ్ చేయడం వల్ల షార్ట్ సర్క్యూట్‌గా చూడవచ్చు, తక్షణ కరెంట్ ఎక్కువగా ఉంటుంది. MOSFET డ్రైవ్ యొక్క ఎంపిక / రూపకల్పన తక్షణ షార్ట్-సర్క్యూట్ కరెంట్ యొక్క పరిమాణాన్ని అందించగలగడంపై దృష్టి పెట్టవలసిన మొదటి విషయం. శ్రద్ధ వహించాల్సిన రెండవ విషయం ఏమిటంటే, సాధారణంగా హై-ఎండ్ డ్రైవ్ NMOSలో ఉపయోగించబడుతుంది, డిమాండ్‌పై గేట్ వోల్టేజ్ సోర్స్ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. హై-ఎండ్ డ్రైవ్ MOS ట్యూబ్ కండక్షన్ సోర్స్ వోల్టేజ్ మరియు డ్రెయిన్ వోల్టేజ్ (VCC) ఒకే విధంగా ఉంటుంది, కాబట్టి VCC 4V లేదా 10V కంటే గేట్ వోల్టేజ్. అదే సిస్టమ్‌లో, VCC కంటే పెద్ద వోల్టేజ్‌ని పొందడానికి, మనకు ప్రత్యేక బూస్ట్ సర్క్యూట్ అవసరం. చాలా మోటారు డ్రైవర్లు ఇంటిగ్రేటెడ్ ఛార్జ్ పంప్, MOSFET నడపడానికి తగినంత షార్ట్-సర్క్యూట్ కరెంట్ పొందడానికి తగిన బాహ్య కెపాసిటర్‌ను ఎంచుకోవాలి. పైన చెప్పిన 4V లేదా 10V సాధారణంగా వోల్టేజ్‌పై MOSFET ఉపయోగించబడుతుంది, కోర్సు యొక్క రూపకల్పన, నిర్దిష్ట మార్జిన్ కలిగి ఉండాలి. అధిక వోల్టేజ్, వేగంగా ఆన్-స్టేట్ వేగం మరియు తక్కువ ఆన్-స్టేట్ రెసిస్టెన్స్. సాధారణంగా వివిధ వర్గాలలో ఉపయోగించే చిన్న ఆన్-స్టేట్ వోల్టేజ్ MOSFETలు కూడా ఉన్నాయి, అయితే 12V ఆటోమోటివ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ సిస్టమ్‌లలో, సాధారణ 4V ఆన్-స్టేట్ సరిపోతుంది.

 

 

MOSFET యొక్క ప్రధాన పారామితులు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

 

1. గేట్ సోర్స్ బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ BVGS - గేట్ సోర్స్ వోల్టేజ్‌ని పెంచే ప్రక్రియలో, గేట్ సోర్స్ బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ BVGS అని పిలువబడే VGSలో పదునైన పెరుగుదలను ప్రారంభించడానికి సున్నా నుండి గేట్ కరెంట్ IG.

 

2. టర్న్-ఆన్ వోల్టేజ్ VT - టర్న్-ఆన్ వోల్టేజ్ (దీనిని థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ అని కూడా పిలుస్తారు): వాహక ఛానల్ ప్రారంభానికి మధ్య మూలం S మరియు డ్రెయిన్ Dని గేట్ వోల్టేజ్‌ని కలిగి ఉంటుంది; - ప్రామాణిక N-ఛానల్ MOSFET, VT సుమారు 3 ~ 6V; - మెరుగుదల ప్రక్రియ తర్వాత, MOSFET VT విలువను 2 ~ 3Vకి తగ్గించవచ్చు.

 

3. డ్రెయిన్ బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ BVDS - VGS = 0 (రీన్‌ఫోర్స్డ్) పరిస్థితిలో, డ్రెయిన్ వోల్టేజ్‌ని పెంచే ప్రక్రియలో, VDSని డ్రైన్ బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ BVDS అని పిలిచినప్పుడు ID నాటకీయంగా పెరగడం మొదలవుతుంది - ID కారణంగా నాటకీయంగా పెరిగింది క్రింది రెండు అంశాలు:

 

(1) డ్రెయిన్ ఎలక్ట్రోడ్ దగ్గర క్షీణత పొర యొక్క హిమపాతం విచ్ఛిన్నం

 

(2) డ్రెయిన్-సోర్స్ ఇంటర్-పోల్ పెనెట్రేషన్ బ్రేక్‌డౌన్ - కొంత చిన్న వోల్టేజ్ MOSFET, దాని ఛానల్ పొడవు తక్కువగా ఉంటుంది, ఎప్పటికప్పుడు VDSని పెంచడం ద్వారా సోర్స్ రీజియన్‌కు విస్తరిస్తుంది. , తద్వారా సున్నా యొక్క ఛానల్ పొడవు, అంటే కాలువ-మూల ప్రవేశం, చొచ్చుకుపోవడం, మెజారిటీ క్యారియర్‌ల మూల ప్రాంతం, మూల ప్రాంతం మధ్య, విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క శోషణ యొక్క క్షీణత పొరను తట్టుకునేలా నేరుగా ఉంటుంది, లీకేజీ ప్రాంతానికి చేరుకోవడానికి, ఫలితంగా పెద్ద ID.

 

4. DC ఇన్‌పుట్ రెసిస్టెన్స్ RGS-అంటే, గేట్ సోర్స్ మరియు గేట్ కరెంట్ మధ్య జోడించిన వోల్టేజ్ యొక్క నిష్పత్తి, ఈ లక్షణం కొన్నిసార్లు గేట్ ద్వారా ప్రవహించే గేట్ కరెంట్ పరంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది MOSFET యొక్క RGS సులభంగా 1010Ω కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. 5.

 

5. పరిస్థితుల యొక్క స్థిర విలువ కోసం VDSలో తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రాన్స్‌కండక్టెన్స్ gm, డ్రెయిన్ కరెంట్ యొక్క మైక్రోవేరియెన్స్ మరియు ఈ మార్పు వలన ఏర్పడే గేట్ సోర్స్ వోల్టేజ్ మైక్రోవేరియెన్స్‌ను ట్రాన్స్‌కండక్టెన్స్ gm అంటారు, ఇది గేట్ సోర్స్ వోల్టేజ్ నియంత్రణను ప్రతిబింబిస్తుంది. డ్రెయిన్ కరెంట్ అనేది ఒక ముఖ్యమైన పరామితి యొక్క MOSFET యాంప్లిఫికేషన్, సాధారణంగా కొన్ని నుండి కొన్ని mA / V పరిధిలో ఉంటుంది. MOSFET సులభంగా 1010Ωని అధిగమించవచ్చు.