ઉન્નત પેકેજ MOSFETs કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

એન્કેપ્સ્યુલેટેડ MOSFETs નો ઉપયોગ કરીને સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય અથવા મોટર ડ્રાઇવ સર્કિટ ડિઝાઇન કરતી વખતે, મોટાભાગના લોકો MOS ના ઓન-રેઝિસ્ટન્સ, મહત્તમ વોલ્ટેજ, વગેરે, મહત્તમ વર્તમાન વગેરેને ધ્યાનમાં લે છે, અને ઘણા એવા છે જે ફક્ત આ પરિબળોને ધ્યાનમાં લે છે. આવા સર્કિટ કામ કરી શકે છે, પરંતુ તે ઉત્તમ નથી અને ઔપચારિક ઉત્પાદન ડિઝાઇન તરીકે તેને મંજૂરી નથી.

નીચે MOSFET ની મૂળભૂત બાબતોનો થોડો સારાંશ છે અનેMOSFETડ્રાઇવર સર્કિટ્સ, જેનો હું સંખ્યાબંધ સ્રોતોનો ઉલ્લેખ કરું છું, બધા મૂળ નથી. MOSFETs, લાક્ષણિકતાઓ, ડ્રાઇવ અને એપ્લિકેશન સર્કિટની રજૂઆત સહિત. MOSFET પ્રકારો અને જંકશન MOSFET એ FET (બીજી JFET) પેકેજિંગ છે, જેને ઉન્નત અથવા અવક્ષય પ્રકાર, P-ચેનલ અથવા N-ચેનલ કુલ ચાર પ્રકારોમાં ઉત્પાદિત કરી શકાય છે, પરંતુ માત્ર ઉન્નત એન-ચેનલ MOSFET અને ઉન્નત P નો વાસ્તવિક ઉપયોગ. -ચેનલ MOSFET, તેથી સામાન્ય રીતે NMOS તરીકે ઓળખાય છે, અથવા PMOS આ બે પ્રકારનો સંદર્ભ આપે છે.

અવક્ષય પ્રકારના MOSFETs નો ઉપયોગ કેમ ન કરવો તે માટે, તેના તળિયે જવાની ભલામણ કરવામાં આવતી નથી. આ બે પ્રકારના ઉન્નતીકરણ MOSFETs માટે, NMOS નો ઉપયોગ તેની ઓછી પ્રતિકારક ક્ષમતા અને બનાવટની સરળતાને કારણે થાય છે. તેથી પાવર સપ્લાય અને મોટર ડ્રાઇવ એપ્લિકેશનને સ્વિચ કરવા માટે, સામાન્ય રીતે NMOS નો ઉપયોગ કરો. નીચેનો પરિચય, પણ વધુNMOS-આધારિત.

MOSFETs ત્રણ પિન વચ્ચે પરોપજીવી કેપેસિટીન્સ ધરાવે છે, જેની જરૂર નથી, પરંતુ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાની મર્યાદાઓને કારણે. ડ્રાઇવ સર્કિટની ડિઝાઇન અથવા પસંદગીમાં પરોપજીવી કેપેસીટન્સનું અસ્તિત્વ કેટલીક મુશ્કેલી છે, પરંતુ ટાળવાનો કોઈ રસ્તો નથી, અને પછી વિગતવાર વર્ણવેલ છે. જેમ તમે MOSFET યોજનાકીય પર જોઈ શકો છો, ત્યાં ડ્રેઇન અને સ્ત્રોત વચ્ચે પરોપજીવી ડાયોડ છે.

તેને બોડી ડાયોડ કહેવામાં આવે છે અને તે મોટર્સ જેવા ઇન્ડક્ટિવ લોડ્સ ચલાવવામાં મહત્વપૂર્ણ છે. માર્ગ દ્વારા, બોડી ડાયોડ ફક્ત વ્યક્તિગતમાં હાજર છેMOSFETsઅને સામાન્ય રીતે ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ચિપની અંદર હાજર હોતું નથી. MOSFET ON CharacteristicsOn એટલે સ્વીચ તરીકે કામ કરવું, જે સ્વીચ બંધ કરવા સમાન છે.

NMOS લાક્ષણિકતાઓ, ચોક્કસ મૂલ્ય કરતાં વધુ Vgs સંચાલન કરશે, જ્યારે સ્ત્રોત ગ્રાઉન્ડેડ હોય (લો-એન્ડ ડ્રાઇવ) 4V અથવા 10V ના ગેટ વોલ્ટેજ સુધીના કિસ્સામાં ઉપયોગ માટે યોગ્ય. PMOS લાક્ષણિકતાઓ, ચોક્કસ મૂલ્ય કરતાં ઓછી Vgs સંચાલન કરશે, જ્યારે સ્ત્રોત VCC (હાઇ-એન્ડ ડ્રાઇવ) સાથે જોડાયેલ હોય તેવા કિસ્સામાં ઉપયોગ માટે યોગ્ય. જો કે, જો કે PMOS નો ઉપયોગ હાઈ એન્ડ ડ્રાઈવર તરીકે સરળતાથી થઈ શકે છે, NMOS નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે હાઈ એન્ડ ડ્રાઈવરોમાં થાય છે કારણ કે મોટી ઓન-રેઝિસ્ટન્સ, ઊંચી કિંમત અને થોડા રિપ્લેસમેન્ટ પ્રકારો.

પેકેજિંગ MOSFET સ્વિચિંગ ટ્યુબ લોસ, પછી ભલે તે NMOS હોય કે PMOS, વહન પછી ત્યાં ઓન-રેઝિસ્ટન્સ હોય છે, જેથી કરંટ આ પ્રતિકારમાં ઊર્જાનો વપરાશ કરશે, વપરાશમાં લેવાતી ઊર્જાના આ ભાગને વહન નુકશાન કહેવાય છે. નાના ઓન-રેઝિસ્ટન્સ સાથે MOSFET પસંદ કરવાથી વહન નુકશાન ઘટશે. આજકાલ, સ્મોલ પાવર MOSFET નો ઓન-રેઝિસ્ટન્સ સામાન્ય રીતે દસ મિલિઓહમ્સની આસપાસ હોય છે, અને થોડા મિલિઓહમ્સ પણ ઉપલબ્ધ હોય છે. જ્યારે તે વહન કરે છે અને બંધ કરે છે ત્યારે MOS ત્વરિતમાં પૂર્ણ થવું જોઈએ નહીં. MOS ની બંને બાજુએ વોલ્ટેજ હોય ​​છે. ઘટવાની પ્રક્રિયા, અને તેમાંથી વહેતા પ્રવાહમાં વધારો થવાની પ્રક્રિયા છે. આ સમય દરમિયાન, MOSFET ની ખોટ એ વોલ્ટેજ અને વર્તમાનનું ઉત્પાદન છે, જેને સ્વિચિંગ લોસ કહેવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે સ્વિચિંગ નુકશાન વહન નુકશાન કરતા ઘણું મોટું હોય છે, અને સ્વિચિંગ આવર્તન જેટલી ઝડપી હોય છે, તેટલું મોટું નુકસાન. વહનની ક્ષણે વોલ્ટેજ અને વર્તમાનનું ઉત્પાદન ખૂબ મોટું છે, પરિણામે મોટા નુકસાન થાય છે.

સ્વિચિંગના સમયને ટૂંકાવીને દરેક વહન પર નુકસાન ઘટાડે છે; સ્વિચિંગ ફ્રીક્વન્સી ઘટાડવાથી યુનિટ સમય દીઠ સ્વિચની સંખ્યા ઓછી થાય છે. આ બંને અભિગમો સ્વિચિંગ નુકસાન ઘટાડી શકે છે. વહનની ક્ષણે વોલ્ટેજ અને વર્તમાનનું ઉત્પાદન મોટું છે, અને પરિણામી નુકસાન પણ મોટું છે. સ્વિચિંગનો સમય ઘટાડવાથી દરેક વહન પર થતા નુકસાનને ઘટાડી શકાય છે; સ્વિચિંગ આવર્તન ઘટાડવાથી યુનિટ સમય દીઠ સ્વિચની સંખ્યા ઘટાડી શકાય છે. આ બંને અભિગમો સ્વિચિંગ નુકસાન ઘટાડી શકે છે. ડ્રાઇવિંગ દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરની સરખામણીમાં, સામાન્ય રીતે એવું માનવામાં આવે છે કે પેકેજ્ડ MOSFET ચાલુ કરવા માટે કોઈ પ્રવાહની જરૂર નથી, જ્યાં સુધી GS વોલ્ટેજ ચોક્કસ મૂલ્યથી ઉપર હોય. આ કરવું સરળ છે, જો કે, અમને ઝડપની પણ જરૂર છે. એન્કેપ્સ્યુલેટેડ MOSFET નું માળખું GS, GD વચ્ચે પરોપજીવી કેપેસીટન્સની હાજરીમાં જોઈ શકાય છે અને MOSFET નું ડ્રાઇવિંગ, હકીકતમાં, કેપેસીટન્સનું ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ છે. કેપેસિટરને ચાર્જ કરવા માટે કરંટની જરૂર પડે છે, કારણ કે કેપેસિટરને તરત ચાર્જ કરવું એ શોર્ટ સર્કિટ તરીકે જોઈ શકાય છે, તેથી તાત્કાલિક પ્રવાહ મોટો હશે. MOSFET ડ્રાઇવરને પસંદ કરતી વખતે/ડિઝાઇન કરતી વખતે સૌપ્રથમ ધ્યાન આપવાની બાબત એ તાત્કાલિક શોર્ટ-સર્કિટ કરંટનું કદ છે જે પ્રદાન કરી શકાય છે.

નોંધનીય બીજી બાબત એ છે કે, સામાન્ય રીતે હાઇ-એન્ડ ડ્રાઇવ NMOS માં ઉપયોગમાં લેવાતી, ઓન-ટાઇમ ગેટ વોલ્ટેજ સ્ત્રોત વોલ્ટેજ કરતા વધારે હોવું જરૂરી છે. હાઇ-એન્ડ ડ્રાઇવ MOSFET કન્ડક્શન સોર્સ વોલ્ટેજ અને ડ્રેઇન વોલ્ટેજ (VCC) સમાન છે, તેથી VCC 4 V અથવા 10 V કરતાં ગેટ વોલ્ટેજ. જો સમાન સિસ્ટમમાં હોય, તો VCC કરતા મોટો વોલ્ટેજ મેળવવા માટે, અમારે વિશેષતા મેળવવી પડશે. બુસ્ટિંગ સર્કિટ. ઘણા મોટર ડ્રાઇવરો પાસે એકીકૃત ચાર્જ પંપ હોય છે, એ નોંધવું અગત્યનું છે કે તમારે MOSFET ચલાવવા માટે પૂરતો શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ મેળવવા માટે, યોગ્ય બાહ્ય કેપેસીટન્સ પસંદ કરવી જોઈએ. 4V અથવા 10V નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે MOSFET ના ઑન-સ્ટેટ વોલ્ટેજમાં થાય છે, અલબત્ત, ડિઝાઇનમાં ચોક્કસ માર્જિન હોવું જરૂરી છે. વોલ્ટેજ જેટલું ઊંચું હશે, ઓન-સ્ટેટ સ્પીડ જેટલી ઝડપી અને ઓન-સ્ટેટ રેઝિસ્ટન્સ ઓછી હશે. આજકાલ, વિવિધ ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા નાના ઓન-સ્ટેટ વોલ્ટેજવાળા MOSFET છે, પરંતુ 12V ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક સિસ્ટમ્સમાં, સામાન્ય રીતે 4V ઓન-સ્ટેટ પર્યાપ્ત છે. MOSFET ડ્રાઇવ સર્કિટ અને તેની ખોટ.