د MOSFET عمومي کتنه

پاور MOSFET هم د جنکشن ډول او د موصل شوي دروازې ډول ویشل شوی، مګر معمولا په عمده توګه د موصل شوي دروازې ډول MOSFET (فلزي اکسایډ سیمیکمډکټر FET) ته اشاره کوي، چې د بریښنا MOSFET (Power MOSFET) په نوم یادیږي. د جنکشن ډول د بریښنا فیلډ اثر ټرانزیسټر په عموم ډول د الیکټروسټاټیک انډکشن ټرانزیسټر (جامد انډکشن ټرانزیسټر - SIT) په نوم یادیږي. دا د ډراین اوسني کنټرول لپاره د دروازې ولتاژ لخوا مشخص شوی ، د ډرایو سرکټ ساده دی ، لږ ډرایو بریښنا ته اړتیا لري ، د ګړندي سویچ کولو سرعت ، د لوړ عملیاتي فریکونسۍ ، د تودوخې ثبات د بریښنا څخه غوره دی.GTRمګر د دې اوسنی ظرفیت کوچنی دی، ټیټ ولتاژ، په عمومي توګه یوازې په بریښنا باندې تطبیق کیږي چې له 10kW څخه ډیر بریښنایی وسیلو نه وي.

 

1. د بریښنا MOSFET جوړښت او عملیاتي اصول

د بریښنا MOSFET ډولونه: د چلونکي چینل له مخې په P-چینل او N-چینل ویشل کیدی شي. د دروازې له مخې ولتاژ اندازه په ویشل کیدی شي؛ د تخریب ډول؛ کله چې د دروازې ولتاژ صفر وي کله چې د چلونکي چینل شتون تر مینځ د اوبو سرچینې قطب، وده ومومي؛ د N (P) چینل وسیلې لپاره، د دروازې ولتاژ له صفر څخه ډیر (لږ) مخکې له دې چې د چلونکي چینل شتون ولري، بریښنا MOSFET په عمده توګه د N-چینل وده کوي.

 

1.1 ځواکMOSFETجوړښت　　

د بریښنا MOSFET داخلي جوړښت او بریښنایی سمبولونه؛ د هغې کنډکشن یوازې یو قطبي کیریر (پولیس) په کنډکټیو کې ښکیل دی، یو یو پولر ټرانزیسټر دی. د ترسره کولو میکانیزم د ټیټ بریښنا MOSFET په څیر ورته دی، مګر جوړښت لوی توپیر لري، د ټیټ بریښنا MOSFET یو افقی کنډکونکی وسیله ده، د بریښنا MOSFET ډیری عمودی کنډکټیک جوړښت چې د VMOSFET (عمودی MOSFET) په نوم هم پیژندل کیږي. ، کوم چې د MOSFET وسیلې ولټاژ او د اوسني مقاومت وړتیا خورا ښه کوي.

 

د عمودی conductive جوړښت کې د توپیرونو له مخې، مګر د VVMOSFET عمودی conductivity ترلاسه کولو لپاره د V-shaped groove په کارولو سره ویشل شوی او د VDMOSFET عمودی conductive دوه اړخیزه MOSFET جوړښت لري (عمودی دوه اړخیزه توزیع شوی.MOSFET)، دا مقاله په عمده توګه د VDMOS وسیلو د مثال په توګه بحث کیږي.

 

د بریښنا MOSFETs د څو مدغم جوړښت لپاره لکه نړیوال ریکټفایر (نړیوال ریکټیفیر) HEXFET د هیکساگونال واحد په کارولو سره؛ سیمنز (سیمنز) SIMPOSFET د مربع واحد په کارولو سره؛ Motorola (Motorola) TMOS د "پن" شکل ترتیب لخوا د مستطیل واحد په کارولو سره.

 

1.2 پاور MOSFET د عملیاتو اصول

قطع کول: د اوبو د سرچینې قطبونو او د مثبت بریښنا رسولو تر مینځ، د ولتاژ تر مینځ د دروازې سرچینې پول صفر دی. د p اساس سیمه او د N ډریفټ سیمه د PN جنکشن J1 ریورس تعصب ترمینځ رامینځته شوې ، د اوبو سرچینې قطبونو ترمینځ هیڅ جریان شتون نلري.

چلښت: د مثبت ولتاژ UGS سره چې د دروازې سرچینې ټرمینالونو ترمینځ پلي کیږي ، دروازه موصل کیږي ، نو د دروازې جریان نه تیریږي. په هرصورت، د دروازې مثبت ولتاژ به د دې لاندې په P-ریجن کې سوري له مینځه یوسي، او په P-ریجن کې د اولیګون الکترونونه د دروازې لاندې د P-ریجن سطحې ته جذب کړي کله چې UGS د دروازې څخه لوی وي. UT (د ګرځیدو ولټاژ یا حد ولټاژ) ، د دروازې لاندې د P - ریجن په سطح کې د الکترون غلظت به د سوري غلظت څخه ډیر وي ، نو د P - ډول سیمیکمډکټر په N - ډول بدلیږي او بدلیږي. یو متوجه طبقه، او التهاب شوی پرت د N-چینل جوړوي او د PN جنکشن J1 ورکوي، وچوي او سرچینه لیږدوي.

 

1.3 د بریښنا MOSFETs بنسټیز ځانګړتیاوې

1.3.1 جامد ځانګړتیاوې.

د ډرین اوسني ID او ولتاژ UGS تر مینځ اړیکې د دروازې سرچینې ترمینځ د MOSFET لیږد ځانګړتیا بلل کیږي ، ID لوی دی ، د ID او UGS ترمینځ اړیکه نږدې خطي ده ، او د منحني سلپ د ټرانس کنډکټانس Gfs په توګه تعریف شوی. .

 

د MOSFET د ډرین ولټ-امپیر ځانګړتیاوې (د محصول ځانګړتیاوې): د کټ آف سیمه (د GTR د کټ آف سیمې سره مطابقت لري)؛ د سنتریت سیمه (د GTR د پراخولو سیمې سره مطابقت لري)؛ غیر سنتریشن سیمه (د GTR د سنتریشن سیمې سره مطابقت لري). د بریښنا MOSFET د سویچ کولو حالت کې کار کوي، د بیلګې په توګه، دا د کټ آف سیمې او غیر سنتریشن سیمې ترمنځ شا او خوا تیریږي. د بریښنا MOSFET د ډرین سرچینې ټرمینالونو ترمنځ پرازیتي ډایډ لري، او وسیله هغه وخت ترسره کوي کله چې د ډرین سرچینې ټرمینالونو ترمنځ ریورس ولټاژ پلي کیږي. د بریښنا په حالت کې مقاومت د MOSFET مثبت تودوخې کوفینټ لري ، کوم چې د اوسني مساوي کولو لپاره مناسب دی کله چې وسایل موازي سره وصل وي.

 

1.3.2 متحرک ځانګړنه؛

د دې ازموینې سرکټ او د پروسې څپې بدلوي.

د پیل کولو پروسه؛ د پیل کولو ځنډ وخت td(on) - د مخکینۍ شیبې او هغه شیبې ترمینځ وخت موده کله چې uGS = UT او iD څرګندیدل پیل کوي؛ د لوړیدو وخت tr- د وخت موده کله چې uGS له uT څخه د دروازې ولتاژ UGSP ته لوړیږي چیرې چې MOSFET غیر سنتر شوي سیمې ته ننوځي؛ د iD ثابت حالت ارزښت د اوبو رسولو ولتاژ، UE، او ډرین لخوا ټاکل کیږي د UGSP اندازه د iD د ثابت حالت ارزښت سره تړاو لري. وروسته له دې چې UGS UGSP ته ورسیږي، دا د عمل لاندې لوړیږي تر هغه چې دا ثابت حالت ته ورسیږي، مګر ID بدلیږي. د پیل کولو وخت ټن - د پیل کولو ځنډ وخت او راپورته کیدو وخت.

 

د ځنډ وخت بند (off) - د وخت موده چې کله iD د وخت څخه صفر ته راټیټیږي صفر ته راښکته کیږي، Cin د روپیو او RG له لارې خارج کیږي، او uGS د اضافې منحل سره سم UGSP ته راځي.

 

د راټیټیدو وخت tf- د وخت موده کله چې uGS د UGSP او iD څخه راټیټیدو ته دوام ورکوي تر هغه پورې چې چینل په uGS < UT کې ورک شي او ID صفر ته راښکته شي. د بندیدو وخت بند - د بندیدو ځنډ وخت او د زوال وخت مجموعه.

 

1.3.3 MOSFET د بدلولو سرعت.

د MOSFET د بدلولو سرعت او د Cin چارج کول او خارج کول خورا ښه اړیکه لري، کاروونکي نشي کولی Cin کم کړي، مګر کولی شي د موټر چلولو سرکټ داخلي مقاومت روپۍ راټیټ کړي ترڅو د دوامداره وخت کم کړي، د سویچ کولو سرعت ګړندی کړي، MOSFET یوازې په پولیټرونیک چالکتیا تکیه کوي، د اولیګوټرونیک ذخیره کولو اغیز شتون نلري ، او پدې توګه د بندیدو پروسه خورا ګړندۍ ده ، د 10-100ns بدلولو وخت ، د عملیاتي فریکونسۍ تر 100kHz یا ډیر وي ، د بریښنا اصلي بریښنایی وسیلو کې ترټولو لوړ دی.

 

د ساحې کنټرول شوي وسیلې په آرامۍ کې نږدې هیڅ ان پټ اوسني ته اړتیا نلري. په هرصورت، د بدلولو پروسې په جریان کې، د ان پټ کیپسیټر باید چارج او خارج شي، کوم چې لاهم د موټر چلولو ځواک ته اړتیا لري. څومره چې د سویچ فریکونسۍ لوړه وي ، هومره د ډرایو بریښنا ته اړتیا وي.

 

1.4 د متحرک فعالیت ښه والی

د وسیلې غوښتنلیک سربیره چې د وسیلې ولټاژ ، اوسني ، فریکونسۍ په پام کې نیولو سره ، مګر دا هم باید د وسیلې ساتنې څرنګوالي په غوښتنلیک کې ماسټر وي ، نه دا چې وسیله په زیان کې لنډمهاله بدلونونو کې رامینځته کړي. البته thyristor د دوه قطبي ټرانزیسټرونو ترکیب دی چې د لویې ساحې له امله د لوی ظرفیت سره یوځای کیږي ، نو د دې dv/dt ظرفیت ډیر زیان منونکی دی. د di/dt لپاره دا د پراخې لیږدونې سیمې ستونزه هم لري، نو دا خورا سخت محدودیتونه هم وضع کوي.

د بریښنا MOSFET قضیه خورا توپیر لري. د دې dv/dt او di/dt وړتیا اکثرا په هر نانو ثانیه کې د وړتیا له مخې اټکل کیږي (د هر مایکرو ثانیې پرځای). مګر د دې سره سره، دا د متحرک فعالیت محدودیتونه لري. دا د بریښنا MOSFET بنسټیز جوړښت له مخې پوهیدلی شي.

 

د بریښنا MOSFET جوړښت او د ورته مساوي سرکټ. د وسیلې نږدې هرې برخې کې د ظرفیت سربیره ، دا باید په پام کې ونیول شي چې MOSFET یو ډیایډ لري چې په موازي ډول وصل دی. د یوې ټاکلې نقطې څخه، یو پرازیتی ټرانزیسټر هم شتون لري. (لکه څنګه چې IGBT هم یو پرازیتي تایریسټور لري). دا د MOSFETs د متحرک چلند مطالعې کې مهم عوامل دي.

 

لومړی د MOSFET جوړښت سره تړلی داخلي ډایډ یو څه د واورې تودوخې وړتیا لري. دا معمولا د واحد واورین تودوخې وړتیا او د تکراري واورې توپان وړتیا له مخې څرګندیږي. کله چې ریورس di/dt لوی وي، ډایډډ د خورا ګړندۍ نبض سپیک سره مخ کیږي، کوم چې د واورې د توپان سیمې ته د ننوتلو احتمال لري او په بالقوه توګه وسیله ته زیان رسوي کله چې د واورې د تودوخې وړتیا له حده تیریږي. لکه څنګه چې د هر PN جنکشن ډایډ سره، د دې متحرک ځانګړتیاوو څیړل خورا پیچلي دي. دوی د PN جنکشن ساده مفهوم څخه خورا توپیر لري چې په مخکینۍ لوري کې ترسره کیږي او په شا لوري کې بلاک کوي. کله چې اوسنی په چټکۍ سره راټیټیږي، ډایډ د یوې مودې لپاره خپل د بیرته راګرځولو وړتیا له لاسه ورکوي چې د بیرته راستنیدو وخت په نوم پیژندل کیږي. یو وخت هم شتون لري کله چې د PN جنکشن ګړندی ترسره کولو ته اړتیا لري او خورا ټیټ مقاومت نه ښیې. یوځل چې په بریښنا MOSFET کې ډایډ ته فارورډ انجیکشن شي ، د اقلیمي کیریر انجیکشن هم د ملټيټرونیک وسیلې په توګه د MOSFET پیچلتیا ته اضافه کوي.

 

انتقالي شرایط د کرښې شرایطو سره نږدې تړاو لري، او دې اړخ ته باید په غوښتنلیک کې کافي پاملرنه وشي. دا مهمه ده چې د اړوندو ستونزو د پوهیدو او تحلیل اسانه کولو لپاره د وسیلې په اړه ژوره پوهه ولرئ.