MOSFET - бұл не? Құрылымдық және технологиялық ерекшеліктері

Бұл мақалада сіз осы элементі туралы біле алады MOSFET. Яғни, төменде талқыланатын болады, қандай заманауи электроникада қолданылатын қасиеттері,. MOSFET және IGBT - Қуат транзисторлар екі түрін таба аласыз. инверторы, қуат көздері - Олар импульстік қуаты жоғары түрлендіргіштер қолданылады. Ол осы элементтердің ерекшеліктері барлық қарастыру керек.

негізгі ақпарат

Ол бұл IGBT және кету керек МОП транзисторлар жүктемеге өте жоғары қуат беруге қабілетті. Бұл құрылғының барлық мөлшері өте кішкентай болуы пайда болады. Тиімділік транзисторлар 95% мәндері бар асады. MOSFET және IGBT ортақ бір нәрсе бар - олар бар , оқшауланған жалюзи байланысты бақылау параметрлерін - салдары. Мұндай транзисторлар қысқа тізбектер төзімді болуға мүмкіндік береді, осы құрылғылардың теріс температуралық коэффициенті. барлық дерлік компаниялар өндірген нормаланған шамадан уақыты құны күні mosfety үшін.

басқару үшін Драйверлер

бақылау тізбегіндегі жоқ ағымдағы статикалық режимде, бар болғандықтан, сіз стандартты схемасын пайдалану мүмкін емес. Егер интегралдық схемалардың - Ол арнайы драйверін пайдалану көп мағынасы. Көптеген компаниялар сіз бір электр транзисторлар, сондай-ақ көпірлер жарым-миля (үш фазалы және екі фазалық) басқаруға мүмкіндік береді құрылғыларды өндіру. Ток немесе қысқа тұйықталу, сондай-ақ тамақ МОП жүргізуші тізбегіндегі үлкен кернеу құлдырауына қарсы қорғау үшін - Олар қолдау функцияларын түрлі орындауға болады. тізбектің қандай төменде толығырақ талқыланатын болады. Бұл өте қауіпті құбылыс болып табылады - бұл энергетикалық транзисторлар бақылау тізбегі арқылы кернеудің төмендеуі атап өткен жөн. бұл орындалмайды, сондықтан қуатты mosfety, басқа жұмыс істеу режимін (сызықтық) өзгеруі мүмкін. Crystal транзисторлық қызып және күйіп.

ақаулық режимі

Басты көмекші функция драйверлері - бұл МТЗ ғой. Қысқа тұйықталу - Ол режимнің бірінде жұмыс істеуге энергетикалық транзисторлар жағымызға қарап қажет. Ток бойынша қандай да бір себеппен орын, бірақ ең көп таралған мүмкін - жүктеме тұйықталу немесе денесінде. Сондықтан, сіз дұрыс басқару mosfetami жүзеге асыру керек.

Жүктеу тізбектің кейбір мүмкіндіктеріне байланысты туындайды. жартылай өткізгіш диод транзисторлық иығына өтпелі немесе кері қалпына келтіру тогының пайда болуының ықтимал. Мұндай тиеу жою сұлбатехника әдісі жүреді. жолын қалыптастыру Пайдаланылған тізбекті (snubbers) кедергілер таңдау қақпасы басқару тізбегінің жоғары кернеу мен ток шина оқшауланған жүзеге асырылады.

Транзисторлы ақаулық жүктеме пайда болған кезде жанады ретінде

ақаулық жүктеме туындаған кезде, коллектор тізбегіндегі ток қақпа алдындағы кернеу шектеледі, және транзисторлар түрлендіргіш сипаттамалары. жабдықтау схемасы осылайша белгілі бір қабілеті бар, сондықтан ішкі кедергісі көзінен өзі қысқа тұйықталу тогының оның әсер етуі мүмкін емес. қосқыш орын кейін, транзистор ағымдағы қуаты біртіндеп паразиттік индуктивтілік коллектор тізбегіндегі бар, өйткені орын бастайды. Бұл факт кернеу сәтсіздікке бар екенін себебі болып табылады.

жалған оң

көшу аяқталғаннан кейін, энергетикалық транзисторлар толық кернеу. Бұл билік ең өткізгішті кристалл ағады болады, бұл шын мәнінде әкеледі. Ол қысқа тұйықталу режимі белгілі бір уақыт кезеңінен кейін үзілген болады сенімді екенін қорытынды жасауға болады. Ол жалған дабыл жою үшін жеткілікті болуы тиіс. Әдетте, уақыт ауқымында 1 ... 10 микросекунд орналасқан. Транзисторлы сипаттамалары оңай тиеу шыдай сияқты болуы тиіс.

кезде транзисторлық қысқа тұйықталуға салыңыз

Сол сияқты, жоғарыда талқыланды жағдайда, ағымдағы транзисторлар сипаттамалары шектеледі. Бұл индуктивтілік (паразиттік) анықталады қарқынмен өсуде. Бұл ағымдағы тұрақты тұрақты мемлекеттік жеткенде алдында, жинаушы кернеу артады. Қақпа кернеуі Миллер әсері салдарынан өсті.

коллекторы артады ағымдағы, және ол қатты тұрақты мемлекеттік мәні аспауы мүмкін. Бұл режимде арна МОП өшірулі екенін ғана емес, берілген, сонымен қатар кернеу шегі мүмкіндігі болып табылады табылады.

тиек транзисторлар кернеуі тікелей қысқа тұйықталу тогы байланысты. Бірақ жартылай өткізгіш элементі кернеу қақпасы төмендеуіне жеткілікті қызықты сурет. қанықтыру кернеуі артады және осының салдары ретінде, өткізу шығындары артты. қысқа тұйықталу, транзисторлар тұрақтылығы оның сипаттамалары тұнықтығы тығыз байланысты.

RS және ағымдағы күшейту факторы

mosfetov токтың жоғары К.У., төмен қанықтық кернеу. Олар сондай-ақ қысқа уақыт тиеу төтеп қабілетті. Екінші жағынан, қысқа тұйықталуға төзімді жартылай, өте жоғары қанықтыру кернеуі бар. Шығындар, сондай-ақ өте маңызды болады.

қысқа тұйықталу тогының үлкен максималды мәні қарапайым биполярлық транзисторлар астам Пионер MOSFET бар. Әдетте, ол (қақпасы кернеу рұқсат етілген болып табылады деп көзделген) он есе номиналды ағымдық құны. өндірушілер (еуропалық және азиялық) көпшілігі мұндай жүктемелер төзетін транзисторлар өндіреді, және зақымдалған емес.

жоғары жақ тиеу драйверін қорғау

шамадан сапары элементтер үшін әр түрлі әдістері бар. түрлі өндірушілердің драйверлер көмегімен, ең тиімді жолын кез келген қорғаныш функцияларын іске асыру мүмкін. тиеу қақпасы кернеуді азайту қажет болса. Бұл жағдайда, авариялық уақыты артады тану.

Бұл жалған триггерлер қорғау схемаларын жоюға әкеледі. Мұнда MOSFET тексеру әдісі: Конденсатордың сыйымдылығы өзгертуге тырысыңыз. Егер сіз қысқа тұйықталу жауап уақытын өзгертсеңіз, бүкіл тізбек дұрыс істеп тұр. тұйықталу белгілі міндеттері бар бірнеше элементтерін пайдаланады. Мысалы, жүргізуші жалғануы, «Err» сіз уақыт-конденсатор шамадан талдау анықтауға мүмкіндік береді.

Төтенше операция

Бұл уақыт аралығы коллектор тізбегіндегі тұрақты ауысу ағымдағы тізбек жүзеге асырылады. Бұл жартылай өткізгіш элемент қақпасына бойынша кернеудің төмендеуі береді. тиеу жоқ тоқтату бар болса, бұл жағдайда, транзисторлар 10 мс кейін өшеді. Кіріс сигнал жойылады кейін қорғау өшірілген. Осы атқарылған триггер шеге.

ол қолданған кезде, ол іліккен қайтадан жабылып МОП транзисторлар, ол арқылы уақыт олардың ұзындығы назар аудару қажет. ерекшеліктері қосу қандай және қандай? бұл жолы транзисторлар дайындалған, онда жартылай өткізгіш чип жылу уақыт тұрақты (уақыты) артық болуы тиіс екенін ескеріңіз.

тізбектің Кемшіліктері

тұйықталу резисторлар жылы жоғары қабілеті бар екенін пайдаланылады, бірақ олар (паразиттік белгілі материалдар мен технологияларды пайдалану есебінен) өте жоғары индуктивті бар. Ал схемаларын тамаша жұмыс істеуі үшін контейнер нөлге жақын болды деп қажет. импульстік ток өлшеу үшін пайдаланылатын резисторлар жоғарыда шартты қанағаттандыруы тиіс. резисторлар үстіне үлкен қуатын жоғалтады. Және бұл бүкіл жоғары жағы жүргізушісі тұйықталу тиімділігіне әсер етеді.

Бірақ электр шығынын азайту ауысу схемалар, бар. кез келген жағдайда қанықтыру кернеуі ағымдағы коллекторын байланысты. Mosfet (яғни, мақалада талқыланған) осы қарым-қатынасты көрсетеді, ол салдарынан транзисторлық ток ағынын бастап арна қарсылық (белсенді) байланысты емес, бұл шын мәнінде сызықтық айтуға болады. Бірақ қуатты IGBT транзисторлар осы қарым-қатынас сызықтық емес, бірақ сіз оңай қажетті ағымдағы қорғау сәйкес келетін кернеу таңдауға болады.

Үш фазалы көпірлік драйвер

Мұндай схемаларын ағымдағы мәні өлшеу резистор қолданылады. қорғау ағымдағы кернеу бөлгіш арқылы анықталады. Кең тарағанына дейін 600 вольт кернеу кезінде тұрақты тізбек жұмысын қамтамасыз жүргізуші IR2130, қабылдады. тұйықталу кімнің су төгетін (ол кемшіліктерді болуын көрсету үшін қызмет етеді) ашылды өріс әсері түрі транзисторлар кіреді. Mosfet осы себептер бойынша сапалы оқшаулау қатаң көмегімен перемычек бортында орнатылған. Ол белгілі бір анықтама және кері байланыс сигналдарын қалыптастыратын күшейткіш қамтиды. жүргізуші ағымдағы арқылы пайда болуының алдын алу үшін төменгі және жоғарғы ци ауысу транзисторлар арасындағы кідіріс уақыт қалыптасады.

Жалпы, 0,2 мс ... 2 өзгерту уақытына қарай. IR2130 жүргізуші қорғау схемасын іске асыру үшін пайдаланылады, қысқа тұйықталу кезінде кернеу қақпасы ең жоғары мәні шектеу үшін ешқандай функциясы бар. Дамудың жаңа кезеңі өзекшені тізбектерінде көпір өшіру қысқа тұйықталу басталғаннан кейін 1 мс кейін орын екенін есте болуы керек. Демек, (әсіресе белсенді жүктеме қатысуымен) ағымдағы есептелген мәннен үлкен болып табылады. қорғау режимін ысыру және жұмысқа оралу үшін, ол жүргізушінің немесе оның енгізулер блоктау кернеу берген өшіру қуатын өндіруге тиіс.

Төмен-жағы драйверлері

төменгі тетігінен бақылау МОП транзисторлар шығару үшін, жоғары сапалы чип фирмалар Motorola, мысалы, MS33153 бар. ол табысты қорғау (кернеуі мен ток) екі түрлері үшін пайдалануға болады Бұл драйвер, арнайы болып табылады. тиеу, қысқа тұйықталу - екі режимдерін ажырататын ерекшелігі, сондай-ақ бар. Бұл кернеу (теріс бақылау) жеткізуге болады. Бұл жоғары қуаты мен жеткілікті жоғары Gate заряды бар бақылау модульдерін жасау қажет болған жағдайларда пайдалы болып табылады. Қуат көзінің кернеуі 11 вольт төмендесе кейін IGBT қорғау режимі (осы жақын ұқсас mosfetov болып табылады) ажыратылады.