ພາລະບົດບາດຂອງ MOSFETs ແຮງດັນຂະຫນາດນ້ອຍແມ່ນຫຍັງ?

ມີຫຼາຍຊະນິດຂອງMOSFETs, ສ່ວນໃຫຍ່ແບ່ງອອກເປັນ MOSFETs junction ແລະ MOSFETs ປະຕູຮົ້ວ insulated ສອງປະເພດ, ແລະທັງຫມົດມີຈຸດ N-channel ແລະ P-channel.

 

Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, ເອີ້ນວ່າ MOSFET, ຖືກແບ່ງອອກເປັນປະເພດ depletion MOSFET ແລະປະເພດການປັບປຸງ MOSFET.

 

MOSFETs ຍັງແບ່ງອອກເປັນທໍ່ປະຕູດຽວແລະປະຕູສອງ. Dual-gate MOSFET ມີສອງປະຕູເອກະລາດ G1 ແລະ G2, ຈາກການກໍ່ສ້າງທຽບເທົ່າຂອງສອງປະຕູດຽວ MOSFET ເຊື່ອມຕໍ່ໃນຊຸດ, ແລະຜົນຜະລິດຂອງມັນມີການປ່ຽນແປງໃນປະຈຸບັນໂດຍການຄວບຄຸມແຮງດັນສອງປະຕູ. ຄຸນລັກສະນະຂອງ MOSFETs ສອງປະຕູນີ້ເອົາຄວາມສະດວກສະບາຍຫຼາຍເມື່ອໃຊ້ເປັນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງຄວາມຖີ່ສູງ, ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງຄວບຄຸມ, ເຄື່ອງປະສົມແລະເຄື່ອງ demodulator.

 

1, MOSFETປະເພດແລະໂຄງສ້າງ

MOSFET ແມ່ນປະເພດຂອງ FET (ອີກປະເພດຫນຶ່ງແມ່ນ JFET), ສາມາດຜະລິດເປັນປະເພດການປັບປຸງຫຼື depletion, P-channel ຫຼື N-channel ທັງຫມົດສີ່ປະເພດ, ແຕ່ການນໍາໃຊ້ທິດສະດີພຽງແຕ່ປັບປຸງ N-channel MOSFET ແລະປັບປຸງ P- channel MOSFET, ສະນັ້ນປົກກະຕິແລ້ວເອີ້ນວ່າ NMOS, ຫຼື PMOS ຫມາຍເຖິງສອງປະເພດນີ້. ສໍາລັບວ່າເປັນຫຍັງບໍ່ໃຊ້ MOSFETs ປະເພດ depletion, ບໍ່ແນະນໍາໃຫ້ຊອກຫາສາເຫດຮາກ. ກ່ຽວກັບສອງ MOSFETs ທີ່ປັບປຸງ, ການນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປຫຼາຍແມ່ນ NMOS, ເຫດຜົນແມ່ນວ່າການຕໍ່ຕ້ານມີຂະຫນາດນ້ອຍ, ແລະງ່າຍຕໍ່ການຜະລິດ. ດັ່ງນັ້ນການສະຫຼັບການສະຫນອງພະລັງງານແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂັບ motor, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວການນໍາໃຊ້ NMOS. ຄໍາເວົ້າຕໍ່ໄປນີ້, ແຕ່ຍັງອີງໃສ່ NMOS ຫຼາຍ. ສາມ pins ຂອງ MOSFET parasitic capacitance ມີຢູ່ລະຫວ່າງສາມ pins, ເຊິ່ງບໍ່ແມ່ນຄວາມຕ້ອງການຂອງພວກເຮົາ, ແຕ່ເນື່ອງຈາກການຈໍາກັດຂະບວນການຜະລິດ. ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວຂອງ capacitance ກາຝາກໃນການອອກແບບຫຼືການຄັດເລືອກຂອງວົງຈອນຂັບເພື່ອຊ່ວຍປະຢັດບາງເວລາ, ແຕ່ບໍ່ມີວິທີທີ່ຈະຫຼີກເວັ້ນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນການແນະນໍາລາຍລະອຽດ. ໃນແຜນວາດ MOSFET ສາມາດເຫັນໄດ້, ການລະບາຍແລະແຫຼ່ງລະຫວ່າງ diode parasitic. ນີ້ເອີ້ນວ່າ diode ຂອງຮ່າງກາຍ, ໃນການຂັບລົດການໂຫຼດສົມເຫດສົມຜົນ, diode ນີ້ມີຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍ. ໂດຍວິທີທາງການ, diode ຂອງຮ່າງກາຍມີພຽງແຕ່ຢູ່ໃນ MOSFET ດຽວ, ປົກກະຕິແລ້ວບໍ່ແມ່ນຢູ່ໃນຊິບວົງຈອນປະສົມປະສານ.

 

2, ລັກສະນະການປະຕິບັດ MOSFET

ຄວາມສໍາຄັນຂອງ conduction ເປັນສະຫຼັບ, ທຽບເທົ່າກັບ switch closure.NMOS ລັກສະນະ, Vgs ຫຼາຍກ່ວາມູນຄ່າສະເພາະໃດຫນຶ່ງຈະດໍາເນີນການ, ເຫມາະສົມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນກໍລະນີທີ່ແຫຼ່ງແມ່ນ grounded (ຂັບຕ່ໍາສຸດ), ພຽງແຕ່ແຮງດັນປະຕູໄດ້ມາຮອດ. ຢູ່ທີ່ 4V ຫຼື 10V.PMOS ຄຸນລັກສະນະ, Vgs ຫນ້ອຍກວ່າມູນຄ່າທີ່ແນ່ນອນຈະດໍາເນີນການ, ເຫມາະສົມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນກໍລະນີທີ່ແຫຼ່ງແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັບ VCC (ໄດສູງ).

ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ແນ່ນອນ, PMOS ສາມາດນໍາໃຊ້ໄດ້ງ່າຍທີ່ສຸດເປັນໄດເວີລະດັບສູງ, ແຕ່ເນື່ອງຈາກການຕໍ່ຕ້ານ, ລາຄາແພງ, ປະເພດຂອງການແລກປ່ຽນຫນ້ອຍແລະເຫດຜົນອື່ນໆ, ໃນໄດເວີຊັ້ນສູງ, ປົກກະຕິແລ້ວຍັງໃຊ້ NMOS.

 

3, MOSFETການສູນເສຍສະຫຼັບ

ບໍ່ວ່າຈະເປັນ NMOS ຫຼື PMOS, ຫຼັງຈາກຄວາມຕ້ານທານຢູ່, ດັ່ງນັ້ນກະແສໄຟຟ້າຈະບໍລິໂພກພະລັງງານໃນການຕໍ່ຕ້ານນີ້, ສ່ວນຫນຶ່ງຂອງພະລັງງານທີ່ບໍລິໂພກນີ້ເອີ້ນວ່າການສູນເສຍຄວາມຕ້ານທານ. ການເລືອກ MOSFET ທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານເລັກນ້ອຍຈະຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍຄວາມຕ້ານທານ. ການຕ້ານທານ MOSFET ທີ່ມີພະລັງງານຕ່ໍາປົກກະຕິແມ່ນຢູ່ໃນຫຼາຍສິບ milliohms, ສອງສາມ milliohms ຢູ່ທີ່ນັ້ນ. MOS ໃນເວລາແລະຕັດອອກ, ຈະຕ້ອງບໍ່ຢູ່ໃນການສໍາເລັດທັນທີທັນໃດຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າໃນທົ່ວ MOS ມີຂະບວນການຫຼຸດລົງ, ກະແສໄຫຼຜ່ານຂະບວນການເພີ່ມຂຶ້ນ, ໃນໄລຍະນີ້, ການສູນເສຍຂອງ MOSFET ແມ່ນ. ຜະລິດຕະພັນຂອງແຮງດັນແລະປະຈຸບັນແມ່ນເອີ້ນວ່າການສູນເສຍສະຫຼັບ. ປົກກະຕິແລ້ວການສູນເສຍການສະຫຼັບແມ່ນໃຫຍ່ກວ່າການສູນເສຍ conduction, ແລະຄວາມຖີ່ຂອງການສະຫຼັບໄວຂຶ້ນ, ການສູນເສຍທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ. ຜະລິດຕະພັນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງແຮງດັນແລະປະຈຸບັນໃນທັນທີຂອງການດໍາເນີນການປະກອບເປັນການສູນເສຍຂະຫນາດໃຫຍ່. ການຫຍໍ້ເວລາສະຫຼັບການຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍໃນແຕ່ລະ conduction; ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຖີ່ຂອງການສະຫຼັບການຫຼຸດຜ່ອນຈໍານວນສະວິດຕໍ່ຫນ່ວຍເວລາ. ວິທີການທັງສອງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍສະຫຼັບ.

 
4, ຂັບ MOSFET

ເມື່ອປຽບທຽບກັບ transistors bipolar, ມັນໄດ້ຖືກສົມມຸດຕິຖານວ່າບໍ່ມີປະຈຸບັນທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອເຮັດໃຫ້ການປະພຶດຂອງ MOSFET, ພຽງແຕ່ວ່າແຮງດັນຂອງ GS ແມ່ນສູງກວ່າຄ່າທີ່ແນ່ນອນ. ນີ້ແມ່ນງ່າຍທີ່ຈະເຮັດ, ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ພວກເຮົາຍັງຕ້ອງການຄວາມໄວ. ໃນໂຄງປະກອບການຂອງ MOSFET ທ່ານສາມາດເບິ່ງວ່າມີ capacitance ກາຝາກລະຫວ່າງ GS, GD, ແລະການຂັບລົດຂອງ MOSFET ແມ່ນ, ໃນທາງທິດສະດີ, ການສາກໄຟແລະການໄຫຼຂອງ capacitance ໄດ້. ການສາກໄຟ capacitor ຕ້ອງການກະແສໄຟຟ້າ, ແລະນັບຕັ້ງແຕ່ການສາກໄຟ capacitor ທັນທີສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າເປັນວົງຈອນສັ້ນ, ກະແສໄຟຟ້າທັນທີຈະສູງ. ການຄັດເລືອກ / ການອອກແບບຂອງ MOSFET ຂັບລົດສິ່ງທໍາອິດທີ່ຕ້ອງເອົາໃຈໃສ່ແມ່ນຂະຫນາດຂອງກະແສໄຟຟ້າວົງຈອນສັ້ນທັນທີທີ່ສາມາດສະຫນອງໄດ້. ສິ່ງທີສອງທີ່ຄວນເອົາໃຈໃສ່ແມ່ນວ່າ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຖືກນໍາໃຊ້ໃນ NMOS ໄດສູງ, ຕາມຄວາມຕ້ອງການແມ່ນແຮງດັນປະຕູແມ່ນຫຼາຍກ່ວາແຮງດັນຂອງແຫຼ່ງ. High-end drive MOS tube conduction source voltage and drain voltage (VCC) ດຽວກັນ, ດັ່ງນັ້ນແຮງດັນປະຕູຮົ້ວກ່ວາ VCC 4V ຫຼື 10V. ສົມມຸດວ່າໃນລະບົບດຽວກັນ, ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບແຮງດັນທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ VCC, ພວກເຮົາຕ້ອງການວົງຈອນເສີມພິເສດ. ໄດເວີມໍເຕີຫຼາຍແມ່ນປັ໊ມເກັບຄ່າປະສົມປະສານ, ຄວນເອົາໃຈໃສ່ກັບຕົວເກັບປະຈຸພາຍນອກທີ່ເຫມາະສົມ, ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ກະແສໄຟຟ້າສັ້ນພຽງພໍເພື່ອຂັບ MOSFET. 4V ຫຼື 10V ກ່າວຂ້າງເທິງແມ່ນໃຊ້ທົ່ວໄປ MOSFET ກ່ຽວກັບແຮງດັນ, ການອອກແບບແນ່ນອນ, ຈໍາເປັນຕ້ອງມີຂອບທີ່ແນ່ນອນ. ແຮງດັນໄຟຟ້າສູງຂຶ້ນ, ຄວາມໄວໃນລັດຈະໄວຂຶ້ນ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ລັດຈະຕໍ່າລົງ. ປົກກະຕິແລ້ວຍັງມີ MOSFET ແຮງດັນໄຟຟ້າຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າທີ່ໃຊ້ໃນປະເພດຕ່າງໆ, ແຕ່ໃນລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກລົດຍົນ 12V, 4V ທົ່ວໄປແມ່ນພຽງພໍ.

 

 

ຕົວກໍານົດການຕົ້ນຕໍຂອງ MOSFET ມີດັ່ງນີ້:

 

1. gate breakdown voltage ແຫຼ່ງ BVGS - ໃນຂະບວນການຂອງການເພີ່ມແຮງດັນແຫຼ່ງປະຕູຮົ້ວ, ດັ່ງນັ້ນ IG ປະຈຸບັນປະຕູຮົ້ວຈາກສູນເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນການເພີ່ມຂຶ້ນແຫຼມໃນ VGS, ເອີ້ນວ່າປະຕູຮົ້ວ breakdown voltage BVGS.

 

2. turn-on voltage VT - turn-on voltage (ຍັງເອີ້ນວ່າ threshold voltage): ເຮັດໃຫ້ແຫຼ່ງ S ແລະ drain D ລະຫວ່າງການເລີ່ມຕົ້ນຂອງຊ່ອງທາງ conductive constitutes ແຮງດັນປະຕູຮົ້ວທີ່ຕ້ອງການ; - ມາດຕະຖານ N-channel MOSFET, VT ປະມານ 3 ~ 6V; - ຫຼັງຈາກຂະບວນການປັບປຸງ, ສາມາດເຮັດໃຫ້ມູນຄ່າ MOSFET VT ຫຼຸດລົງເຖິງ 2 ~ 3V.

 

3. Drain breakdown voltage BVDS - ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງ VGS = 0 (ເສີມ), ໃນຂະບວນການຂອງການເພີ່ມແຮງດັນຂອງ drain ໄດ້ດັ່ງນັ້ນ ID ເລີ່ມຕົ້ນທີ່ຈະເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນເວລາທີ່ VDS ເອີ້ນວ່າ voltage breakdown BVDS - ID ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເນື່ອງຈາກ. ສອງ​ດ້ານ​ດັ່ງ​ຕໍ່​ໄປ​ນີ້​:

 

(1) ການທໍາລາຍ avalanche ຂອງຊັ້ນ depletion ຢູ່ໃກ້ກັບ electrode ລະບາຍ

 

(2) ການທໍາລາຍການເຈາະ inter-pole ແຫຼ່ງ - ບາງແຮງດັນໄຟຟ້າ MOSFET, ຄວາມຍາວຂອງຊ່ອງທາງຂອງມັນແມ່ນສັ້ນ, ບາງຄັ້ງການເພີ່ມ VDS ຈະເຮັດໃຫ້ພື້ນທີ່ລະບາຍນ້ໍາຂອງຊັ້ນ depletion ບາງຄັ້ງຈະຂະຫຍາຍໄປສູ່ພາກພື້ນແຫຼ່ງ. , ດັ່ງນັ້ນຄວາມຍາວຂອງຊ່ອງທາງຂອງສູນ, ນັ້ນແມ່ນ, ລະຫວ່າງການເຈາະແຫຼ່ງທໍ່ລະບາຍນ້ໍາ, ການເຈາະ, ພາກພື້ນແຫຼ່ງຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການສ່ວນໃຫຍ່, ພາກພື້ນແຫຼ່ງ, ຈະເປັນຊື່ທີ່ຈະທົນທານຕໍ່ຊັ້ນ depletion ຂອງການດູດຊຶມຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ, ມາຮອດພາກພື້ນທີ່ຮົ່ວໄຫຼ, ເຮັດໃຫ້ມີ ID ຂະຫນາດໃຫຍ່.

 

4. DC input resistance RGS-ie, ອັດຕາສ່ວນຂອງແຮງດັນທີ່ເພີ່ມລະຫວ່າງແຫຼ່ງປະຕູແລະປະຕູຮົ້ວ, ລັກສະນະນີ້ບາງຄັ້ງສະແດງອອກໃນແງ່ຂອງກະແສປະຕູທີ່ໄຫຼຜ່ານປະຕູຮົ້ວ MOSFET ຂອງ RGS ໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍເກີນ 1010Ω. 5.

 

5. transconductance gm ຄວາມຖີ່ຕ່ໍາໃນ VDS ສໍາລັບມູນຄ່າຄົງທີ່ຂອງເງື່ອນໄຂ, microvariance ຂອງກະແສໄຟຟ້າແລະ gate microvariance ແຮງດັນທີ່ເກີດຈາກການປ່ຽນແປງນີ້ເອີ້ນວ່າ transconductance gm, ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນການຄວບຄຸມຂອງແຮງດັນຂອງແຫຼ່ງປະຕູຮົ້ວກ່ຽວກັບການ. ກະແສໄຟຟ້າແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການຂະຫຍາຍ MOSFET ຂອງພາລາມິເຕີທີ່ສໍາຄັນ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຢູ່ໃນລະດັບຂອງຈໍານວນຫນ້ອຍຫາສອງສາມ mA / V. MOSFET ສາມາດເກີນ 1010Ωໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍ.