Millised on MOSFET-ide rakendusstsenaariumid?

MOSFETe kasutatakse laialdaselt analoog- ja digitaalahelates ning need on meie eluga tihedalt seotud. MOSFETide eelised on järgmised: ajamiahel on suhteliselt lihtne. MOSFET-id vajavad palju vähem ajami voolu kui BJT-d ja neid saab tavaliselt juhtida otse CMOS-i või avatud kollektoriga. TTL draiveri ahelad. Teiseks lülituvad MOSFET-id kiiremini ja võivad töötada suuremal kiirusel, kuna puudub laengu salvestamise efekt. Lisaks ei ole MOSFET-idel sekundaarset rikkehäire mehhanismi. Mida kõrgem on temperatuur, mida sageli tugevam on vastupidavus, seda väiksem on termilise purunemise võimalus, kuid parema jõudluse tagamiseks ka laiemas temperatuurivahemikus. MOSFETe on kasutatud paljudes rakendustes, olmeelektroonikas, tööstustoodetes, elektromehaanilistes seadmetes. seadmeid, nutitelefone ja muid kaasaskantavaid digitaalseid elektroonikatooteid võib leida kõikjalt.

MOSFETi rakenduse juhtumianalüüs

1、Toiteallika rakenduste vahetamine

Definitsiooni järgi nõuab see rakendus MOSFETide perioodilist juhtimist ja sulgemist. Samal ajal on lülitustoiteallika jaoks võimalik kasutada kümneid topoloogiaid, näiteks põhilises buck-muunduris tavaliselt kasutatav alalis-alalisvoolu toiteallikas tugineb lülitusfunktsiooni täitmiseks kahele MOSFET-ile, need lülitid vaheldumisi induktiivpoolis salvestamiseks. energiat ja seejärel avage energia koormusele. Praegu valivad disainerid sageli sagedusi sadades kHz ja isegi üle 1MHz, kuna mida kõrgem on sagedus, seda väiksemad ja kergemad on magnetkomponendid. Teised kõige olulisemad MOSFET-i parameetrid lülitustoiteallikates on väljundmahtuvus, lävipinge, paisutakistus ja laviinienergia.

2, mootori juhtimisrakendused

Mootori juhtimise rakendused on teine ​​​​võimsuse rakendusvaldkondMOSFETid. Tüüpilised poolsilla juhtimisahelad kasutavad kahte MOSFET-i (täissild kasutab nelja), kuid kahe MOSFET-i väljalülitusaeg (surnud aeg) on ​​võrdne. Selle rakenduse puhul on vastupidine taastumisaeg (trr) väga oluline. Induktiivse koormuse (näiteks mootori mähise) juhtimisel lülitab juhtahel sillaahelas oleva MOSFET-i väljalülitatud olekusse, misjärel sillaahela teine ​​lüliti pöörab ajutiselt MOSFETis keredioodi läbiva voolu. Seega ringleb vool uuesti ja jätkab mootori toidet. Kui esimene MOSFET taas juhib, tuleb teises MOSFET-dioodis salvestatud laeng eemaldada ja tühjendada läbi esimese MOSFETi. See on energiakadu, nii et mida lühem on trr, seda väiksem on kadu.

3, autotööstuse rakendused

Võimsate MOSFETide kasutamine autotööstuses on viimase 20 aasta jooksul kiiresti kasvanud. VõimsusMOSFETon valitud, kuna see talub autotööstuses levinud elektroonikasüsteemidest põhjustatud mööduvaid kõrgepinge nähtusi, nagu koormuse vähenemine ja järsud muutused süsteemi energias, ning selle pakett on lihtne, kasutades peamiselt TO220 ja TO247 pakette. Samal ajal muutuvad sellised rakendused nagu elektrilised aknad, kütuse sissepritse, katkendlikud klaasipuhastid ja püsikiiruse hoidja enamiku autode puhul järk-järgult standardseks ning sarnaseid jõuseadmeid on vaja ka disainis. Sel perioodil arenesid mootorite, solenoidide ja kütusepihustite populaarsuse tõttu mootorsõidukite võimsusega MOSFET-id.

Autoseadmetes kasutatavad MOSFET-id hõlmavad suurt hulka pingeid, voolusid ja sisselülitamist. Mootori juhtseadmed ühendavad konfiguratsioone, kasutades 30 V ja 40 V läbilöögipinge mudeleid, 60 V seadmeid kasutatakse koormuste juhtimiseks, kus tuleb kontrollida koormuse äkilist mahalaadimist ja liigpinge käivitamise tingimusi, ning 75 V tehnoloogiat on vaja, kui tööstusstandard nihutatakse 42 V akusüsteemidele. Kõrge abipinge seadmed nõuavad 100 V kuni 150 V mudelite kasutamist ning üle 400 V MOSFET-seadmeid kasutatakse suure intensiivsusega tühjenemise (HID) esilaternate mootorijuhtides ja juhtahelates.

Autotööstuse MOSFET-ajami voolud jäävad vahemikku 2A kuni üle 100A ja sisselülitatud takistus on vahemikus 2mΩ kuni 100mΩ. MOSFET-koormused hõlmavad mootoreid, ventiile, lampe, küttekomponente, mahtuvuslikke piesoelektrilisi kooste ja alalis-/alalisvoolutoiteallikaid. Lülitussagedused on tavaliselt vahemikus 10 kHz kuni 100 kHz, hoiatusega, et mootori juhtimine ei sobi üle 20 kHz sageduste vahetamiseks. Teised olulised nõuded on UIS-i jõudlus, töötingimused ristmiku temperatuuripiiril (-40 kraadi kuni 175 kraadi, mõnikord kuni 200 kraadi) ja kõrge töökindlus pärast auto eluiga.

4, LED-lampide ja laternate juht

LED-lampide ja laternate kujundamisel kasutatakse sageli MOSFET-i, LED-i konstantse voolu draiveri jaoks tavaliselt NMOS-i. võimsus MOSFET ja bipolaarne transistor on tavaliselt erinevad. Selle värava mahtuvus on suhteliselt suur. Enne juhtivust tuleb kondensaator laadida. Kui kondensaatori pinge ületab lävipinge, hakkab MOSFET juhtima. Seetõttu on projekteerimisel oluline arvestada, et väravaajami kandevõime peab olema piisavalt suur, et tagada ekvivalentse paisu mahtuvuse (CEI) laadimine süsteemile vajaliku aja jooksul.

MOSFET-i lülituskiirus sõltub suuresti sisendmahtuvuse laadimisest ja tühjenemisest. Kuigi kasutaja ei saa Cin väärtust vähendada, saab ta vähendada värava ajami silmuse signaaliallika sisetakistust Rs, vähendades seega värava ahela laadimise ja tühjendamise ajakonstante, et kiirendada lülituskiirust, üldist IC-draivi võimet. siin kajastub peamiselt, ütleme, et valikMOSFETviitab välisele MOSFET-draivi püsivoolu IC-dele. sisseehitatud MOSFET IC-sid ei pea arvestama. Üldiselt võetakse välist MOSFET-i arvesse voolude puhul, mis ületavad 1A. Suurema ja paindlikuma LED-toitevõimsuse saamiseks on väline MOSFET ainus viis IC-i valimiseks, mida peab juhtima sobiv võimalus, ja MOSFET-i sisendmahtuvus on peamine parameeter.