Kwanza kabisa, aina na muundo wa MOSFET,MOSFETni FET (nyingine ni JFET), inaweza kutengenezwa kuwa aina iliyoimarishwa au kupungua, P-channel au N-channel jumla ya aina nne, lakini matumizi halisi ya MOSFETs za N-chaneli zilizoimarishwa tu na MOSFET za P-channel zilizoimarishwa, kwa hivyo. kawaida hujulikana kama NMOS au PMOS inarejelea aina hizi mbili. Kwa aina hizi mbili za MOSFET zilizoimarishwa, inayotumiwa zaidi ni NMOS, sababu ni kwamba upinzani wa juu ni mdogo, na ni rahisi kutengeneza. Kwa hivyo, NMOS kwa ujumla hutumiwa katika kubadili usambazaji wa umeme na programu za kuendesha gari.
Katika utangulizi ufuatao, visa vingi vinatawaliwa na NMOS. uwezo wa vimelea upo kati ya pini tatu za MOSFET, kipengele ambacho hakihitajiki lakini hutokea kutokana na mapungufu ya mchakato wa utengenezaji. Uwepo wa uwezo wa vimelea hufanya iwe vigumu kuunda au kuchagua mzunguko wa dereva. Kuna diode ya vimelea kati ya kukimbia na chanzo. Hii inaitwa diode ya mwili na ni muhimu katika kuendesha mizigo ya kufata neno kama vile motors. Kwa njia, diode ya mwili inapatikana tu katika MOSFETs binafsi na kwa kawaida haipo ndani ya chip ya IC.
MOSFETbyte kupoteza tube, kama ni NMOS au PMOS, baada ya conduction ya on-upinzani ipo, ili sasa itatumia nishati katika upinzani huu, sehemu hii ya nishati zinazotumiwa inaitwa hasara conduction. Uteuzi wa MOSFET zilizo na upinzani mdogo utapunguza upotezaji wa upinzani. Siku hizi, upinzani wa MOSFET za nguvu za chini kwa ujumla ni karibu makumi ya miliohmu, na miliohmu chache zinapatikana pia. MOSFET lazima zikamilishwe papo hapo zinapowashwa na kuzimwa. Kuna mchakato wa kupunguza volteji saa ncha mbili za MOSFET, na kuna mchakato wa kuongeza sasa inapita kwa njia hiyo.Katika kipindi hiki cha muda, upotevu wa MOSFET ni bidhaa ya voltage na sasa, ambayo inaitwa kupoteza kwa kubadili. Kawaida hasara ya kubadili ni kubwa zaidi kuliko hasara ya upitishaji, na kasi ya mzunguko wa kubadili, hasara kubwa zaidi. Bidhaa ya voltage na sasa katika papo ya conduction ni kubwa sana, na kusababisha hasara kubwa. Kufupisha muda wa kubadili kunapunguza hasara katika kila conduction; kupunguza mzunguko wa kubadili hupunguza idadi ya swichi kwa wakati wa kitengo. Mbinu hizi zote mbili hupunguza hasara za kubadili.
Ikilinganishwa na transistors ya bipolar, inaaminika kwa ujumla kuwa hakuna sasa inahitajika kufanya aMOSFETfanya, mradi voltage ya GS iko juu ya thamani fulani. Hii ni rahisi kufanya, hata hivyo, tunahitaji kasi. Kama unaweza kuona katika muundo wa MOSFET, kuna uwezo wa vimelea kati ya GS, GD, na uendeshaji wa MOSFET ni, kwa kweli, malipo na uwekaji wa capacitance. Kuchaji capacitor kunahitaji sasa, kwa sababu malipo ya capacitor mara moja inaweza kuonekana kama mzunguko mfupi, hivyo sasa ya papo hapo itakuwa ya juu. Jambo la kwanza la kuzingatia wakati wa kuchagua/kubuni kiendeshi cha MOSFET ni saizi ya mkondo wa papo hapo wa mzunguko mfupi unaoweza kutolewa.
Jambo la pili la kuzingatia ni kwamba, kwa ujumla hutumiwa katika NMOS ya gari la juu, voltage ya lango la wakati inahitaji kuwa kubwa kuliko voltage ya chanzo. High-mwisho gari MOSFET juu ya chanzo voltage na kukimbia voltage (VCC) sawa, hivyo basi voltage lango kuliko VCC 4V au 10V. ikiwa katika mfumo huo huo, ili kupata voltage kubwa kuliko VCC, tunahitaji utaalam katika mzunguko wa kuongeza. Madereva mengi ya magari yana pampu za malipo zilizounganishwa, ni muhimu kutambua kwamba unapaswa kuchagua uwezo wa nje unaofaa ili kupata sasa ya kutosha ya mzunguko mfupi ili kuendesha MOSFET. 4V au 10V ni MOSFET ya kawaida kutumika kwenye voltage, kubuni bila shaka, unahitaji kuwa na kiasi fulani. Kiwango cha juu cha voltage, kasi ya kasi ya juu ya hali na chini ya upinzani wa hali. Sasa kuna pia MOSFETs ndogo za hali ya juu zinazotumiwa katika nyanja tofauti, lakini katika mfumo wa umeme wa magari wa 12V, kwa ujumla 4V on-state inatosha. Kipengele muhimu zaidi cha MOSFETs ni sifa za kubadili nzuri, kwa hiyo hutumiwa sana katika haja ya nyaya za elektroniki byte, kama vile byte umeme na gari motor, lakini pia dimming taa. Kuendesha maana yake ni kufanya kazi kama swichi, ambayo ni sawa na kufungwa kwa swichi.Sifa za NMOS, Vgs kubwa kuliko thamani fulani zitatumika, zinazofaa kutumika katika kesi wakati chanzo kimewekwa msingi (gari la mwisho wa chini), mradi tu lango. voltage ya 4V au 10V.PMOS sifa, Vgs chini ya thamani fulani itafanya, yanafaa kwa matumizi katika kesi wakati chanzo kinaunganishwa na VCC (gari la juu). Walakini, ingawa PMOS inaweza kutumika kwa urahisi kama kiendeshi cha hali ya juu, NMOS kawaida hutumiwa katika viendeshaji vya hali ya juu kwa sababu ya upinzani mkubwa, bei ya juu, na aina chache za uingizwaji.
Sasa MOSFET gari maombi ya chini-voltage, wakati matumizi ya ugavi wa umeme 5V, wakati huu ukitumia muundo wa jadi tambiko pole, kutokana na transistor kuwa kuhusu kushuka 0.7V voltage, kusababisha mwisho halisi aliongeza kwa lango juu ya. voltage ni 4.3 V. Kwa wakati huu, tunachagua voltage ya lango ya nominella ya 4.5V ya MOSFET juu ya kuwepo kwa hatari fulani. Tatizo sawa hutokea katika matumizi ya 3V au matukio mengine ya umeme ya chini-voltage. Voltage mbili hutumiwa katika baadhi ya saketi za udhibiti ambapo sehemu ya mantiki hutumia voltage ya dijiti ya 5V au 3.3V ya kawaida na sehemu ya nishati hutumia 12V au hata zaidi. Voltages mbili zimeunganishwa kwa kutumia ardhi ya kawaida. Hii inaweka hitaji la kutumia mzunguko unaoruhusu upande wa voltage ya chini kudhibiti kwa ufanisi MOSFET kwenye upande wa voltage ya juu, wakati MOSFET kwenye upande wa voltage ya juu itakabiliwa na matatizo sawa yaliyotajwa katika 1 na 2. Katika matukio yote matatu, muundo wa nguzo ya totem hauwezi kukidhi mahitaji ya pato, na IC nyingi za viendeshaji vya MOSFET za nje ya rafu hazionekani kujumuisha muundo wa kuzuia voltage ya lango. Voltage ya pembejeo sio thamani ya kudumu, inatofautiana na wakati au mambo mengine. Tofauti hii husababisha voltage ya kiendeshi iliyotolewa kwa MOSFET na mzunguko wa PWM kutokuwa thabiti. Ili kufanya MOSFET kuwa salama kutoka kwa voltages za juu za lango, MOSFET nyingi zina vidhibiti vya voltage vilivyojengwa ili kupunguza kwa nguvu amplitude ya voltage ya lango.
Katika kesi hii, wakati voltage ya gari iliyotolewa inazidi voltage ya mdhibiti, itasababisha matumizi makubwa ya nguvu ya tuli Wakati huo huo, ikiwa unatumia tu kanuni ya kugawanya voltage ya kupinga ili kupunguza voltage ya lango, kutakuwa na kiasi. voltage ya juu ya pembejeo, MOSFET inafanya kazi vizuri, wakati voltage ya pembejeo inapunguzwa wakati voltage ya lango haitoshi kusababisha upitishaji kamili wa kutosha, na hivyo kuongeza matumizi ya nguvu.
Kiasi cha mzunguko wa kawaida hapa tu kwa mzunguko wa dereva wa NMOS kufanya uchambuzi rahisi: Vl na Vh ni umeme wa chini na wa juu, kwa mtiririko huo, voltages mbili zinaweza kuwa sawa, lakini Vl haipaswi kuzidi Vh. Q1 na Q2 huunda nguzo ya totem iliyogeuzwa, inayotumika kufikia kutengwa, na wakati huo huo kuhakikisha kuwa mirija miwili ya kiendeshi Q3 na Q4 haitakuwashwa kwa wakati mmoja. R2 na R3 hutoa kumbukumbu ya voltage ya PWM, na kwa kubadilisha kumbukumbu hii, unaweza kufanya mzunguko ufanyie kazi vizuri, na voltage ya lango haitoshi kusababisha uendeshaji kamili, na hivyo kuongeza matumizi ya nguvu. R2 na R3 hutoa rejeleo la voltage ya PWM, kwa kubadilisha kumbukumbu hii, unaweza kuruhusu kazi ya mzunguko katika mawimbi ya mawimbi ya ishara ya PWM ni mwinuko na msimamo ulio sawa. Q3 na Q4 hutumiwa kutoa sasa ya kiendeshi, kwa sababu ya wakati, Q3 na Q4 kuhusiana na Vh na GND ni kiwango cha chini tu cha kushuka kwa voltage ya Vce, kushuka kwa voltage hii kawaida ni 0.3V tu au hivyo, chini sana. kuliko 0.7V Vce R5 na R6 ni vipinga vya maoni kwa sampuli ya voltage ya lango, baada ya sampuli ya voltage, voltage ya lango hutumiwa kama kipinga maoni kwa voltage ya lango, na voltage ya sampuli hutumiwa kwa voltage ya lango. R5 na R6 ni vipingamizi vya maoni vinavyotumika kutoa sampuli ya voltage ya lango, ambayo hupitishwa kupitia Q5 ili kuunda maoni hasi yenye nguvu kwenye misingi ya Q1 na Q2, na hivyo kuweka kikomo cha voltage ya lango kwa thamani ya mwisho. Thamani hii inaweza kubadilishwa na R5 na R6. Hatimaye, R1 hutoa kikomo cha sasa ya msingi kwa Q3 na Q4, na R4 hutoa kizuizi cha lango la sasa kwa MOSFETs, ambayo ni kizuizi cha Ice ya Q3Q4. Capacitor ya kuongeza kasi inaweza kuunganishwa kwa sambamba juu ya R4 ikiwa ni lazima.
Wakati wa kubuni vifaa vinavyobebeka na bidhaa zisizotumia waya, kuboresha utendaji wa bidhaa na kuongeza muda wa uendeshaji wa betri ni masuala mawili ambayo wabunifu wanahitaji kukabili. Vigeuzi vya DC-DC vina faida za ufanisi wa juu, pato la juu na mkondo wa chini unaotulia, ambao unafaa sana kwa kuwezesha kubebeka. vifaa.
Waongofu wa DC-DC wana faida za ufanisi wa juu, pato la juu la sasa na la chini la utulivu wa sasa, ambalo linafaa sana kwa kuwasha vifaa vinavyobebeka. Hivi sasa, mwelekeo kuu katika maendeleo ya teknolojia ya kubuni ya kubadilisha fedha ya DC-DC ni pamoja na: teknolojia ya mzunguko wa juu: na ongezeko la mzunguko wa kubadili, ukubwa wa kibadilishaji cha kubadili pia hupunguzwa, wiani wa nguvu umeongezeka kwa kiasi kikubwa, na nguvu. mwitikio umeboreshwa. Ndogo
Masafa ya kubadilisha kibadilishaji cha Power DC-DC yatapanda hadi kiwango cha megahertz. Teknolojia ya voltage ya pato la chini: Pamoja na maendeleo endelevu ya teknolojia ya utengenezaji wa semiconductor, vichakataji vidogo na voltage ya uendeshaji wa vifaa vya elektroniki inapungua na kushuka, ambayo inahitaji kibadilishaji cha DC-DC cha siku zijazo kinaweza kutoa voltage ya pato la chini ili kuzoea microprocessor na vifaa vya elektroniki vya kubebeka, ambayo inahitaji baadaye DC-DC kubadilisha fedha inaweza kutoa chini pato voltage kukabiliana na microprocessor.
Inatosha kutoa voltage ya chini ya pato ili kukabiliana na microprocessors na vifaa vya elektroniki vya kubebeka. Maendeleo haya ya kiteknolojia yanaweka mahitaji ya juu zaidi kwa muundo wa saketi za chip za usambazaji wa nguvu. Awali ya yote, kwa kuongezeka kwa mzunguko wa kubadili, utendaji wa vipengele vya kubadili huwekwa mbele
Mahitaji ya juu kwa ajili ya utendaji wa kipengele byte, na lazima kuwa na sambamba byte kipengele gari mzunguko ili kuhakikisha kwamba kipengele byte katika mzunguko byte hadi ngazi ya megahertz ya operesheni ya kawaida. Pili, kwa vifaa vya elektroniki vinavyotumia betri, voltage ya uendeshaji wa mzunguko ni ya chini (katika kesi ya betri za lithiamu, kwa mfano).
Betri za lithiamu, kwa mfano, voltage ya uendeshaji ya 2.5 ~ 3.6V), hivyo chip ya usambazaji wa nguvu kwa voltage ya chini.
MOSFET ina uwezo mdogo sana wa kuhimili, matumizi ya chini ya nishati, katika chipu maarufu ya sasa ya DC-DC yenye ufanisi wa hali ya juu zaidi ya MOSFET kama swichi ya nishati. Hata hivyo, kutokana na uwezo mkubwa wa vimelea wa MOSFETs. Hii inaweka mahitaji ya juu juu ya muundo wa kubadili mizunguko ya viendeshi vya mirija kwa ajili ya kubuni vigeuzi vya mzunguko wa juu wa uendeshaji wa DC-DC. Kuna mizunguko mbalimbali ya mantiki ya CMOS, BiCMOS inayotumia muundo wa nyongeza ya bootstrap na mizunguko ya kiendeshi kama mizigo mikubwa ya uwezo katika muundo wa ULSI wa voltage ya chini. Mizunguko hii ina uwezo wa kufanya kazi ipasavyo chini ya hali ya usambazaji wa voltage chini ya 1V, na inaweza kufanya kazi chini ya hali ya uwezo wa mzigo 1 ~ 2pF frequency inaweza kufikia makumi ya megabits au hata mamia ya megahertz. Katika karatasi hii, mzunguko wa kuongeza bootstrap hutumiwa kubuni uwezo mkubwa wa gari la capacitance, yanafaa kwa ajili ya voltage ya chini, ya juu ya kubadilisha mzunguko wa mzunguko wa DC-DC. Voltage ya chini na PWM ili kuendesha MOSFET za hali ya juu. amplitude ndogo PWM ishara ya kuendesha mahitaji ya juu ya lango voltage ya MOSFETs.
Muda wa kutuma: Apr-12-2024
