חבילה גדולה מעגל מנהל התקן MOSFET

קודם כל, סוג ומבנה MOSFET, MOSFET הוא FET (אחר הוא JFET), ניתן לייצר לסוג משופר או דלדול, ערוץ P או ערוץ N בסך הכל ארבעה סוגים, אך היישום בפועל של N משופר בלבד MOSFET-ערוץ ו-MOSFET משופר של ערוץ P, כך שבדרך כלל המכונה NMOSFET, או PMOSFET מתייחס ל-NMOSFET המוזכר בדרך כלל, או PMOSFET מתייחס לשני הסוגים הללו. עבור שני סוגים אלה של MOSFETs משופרים, NMOSFETs נמצאים בשימוש נפוץ יותר בגלל ההתנגדות הנמוכה שלהם וקלות הייצור שלהם. לכן, משתמשים ב-NMOSFET בדרך כלל במיתוג יישומי אספקת חשמל והנעת מנוע, וההקדמה הבאה מתמקדת גם ב-NMOSFET. קיבול טפילי קיים בין שלושת הפינים שלMOSFET, שאין בו צורך, אלא בשל מגבלות תהליך הייצור. הנוכחות של קיבול טפילי עושה את זה קצת מסובך לתכנן או לבחור מעגל דרייבר. יש דיודה טפילית בין הניקוז למקור. זה נקרא דיודת הגוף והיא חשובה בהנעת עומסים אינדוקטיביים כגון מנועים. אגב, דיודת הגוף קיימת רק ב-MOSFETs בודדים ולרוב אינה קיימת בתוך שבב IC.

עכשיו הMOSFETכונן יישומי מתח נמוך, כאשר השימוש באספקת חשמל 5V, הפעם אם אתה משתמש במבנה עמוד הטוטם המסורתי, עקב הטרנזיסטור תהיה ירידה במתח של כ-0.7V, וכתוצאה מכך הסופי הסופי שנוסף לשער על המתח הוא רק 4.3 V. בשלב זה, אנו בוחרים את מתח השער הנומינלי של 4.5V של ה-MOSFET על קיומם של סיכונים מסוימים. אותה בעיה מתרחשת בשימוש ב-3V או מקרים אחרים של אספקת חשמל במתח נמוך. מתח כפול משמש בחלק ממעגלי הבקרה שבהם החלק הלוגי משתמש במתח דיגיטלי טיפוסי של 5V או 3.3V וחלק הכוח משתמש ב-12V או אפילו יותר. שני המתחים מחוברים באמצעות הארקה משותפת. זה מציב דרישה להשתמש במעגל המאפשר לצד המתח הנמוך לשלוט ביעילות על ה-MOSFET בצד המתח הגבוה, בעוד שה-MOSFET בצד המתח הגבוה יתמודד עם אותן בעיות שהוזכרו ב-1 ו-2.

בכל שלושת המקרים, מבנה עמוד הטוטם אינו יכול לעמוד בדרישות הפלט, ונראה כי IC רבים של מנהלי ההתקן של MOSFET אינם כוללים מבנה מגביל מתח שער. מתח הכניסה אינו ערך קבוע, הוא משתנה עם הזמן או גורמים אחרים. וריאציה זו גורמת למתח הכונן המסופק ל-MOSFET על ידי מעגל PWM להיות לא יציב. על מנת להפוך את ה-MOSFET לבטוח ממתחי שער גבוהים, ל-MOSFET רבים יש ווסתי מתח מובנים כדי להגביל בכוח את משרעת מתח השער. במקרה זה, כאשר מתח ההנעה מספק יותר מוויסות המתח, זה יגרום לצריכת חשמל סטטית גדולה בו-זמנית, אם פשוט תשתמש בעקרון של מחלק מתח הנגד כדי להפחית את מתח השער, יהיה גבוה יחסית מתח כניסה, הMOSFETעובד היטב, בעוד שמתח הכניסה מופחת כאשר מתח השער אינו מספיק כדי לגרום להולכה פחותה מלאה, ובכך להגדיל את צריכת החשמל.

מעגל נפוץ יחסית כאן רק עבור מעגל הדרייבר NMOSFET לבצע ניתוח פשוט: Vl ו-Vh הם ספק הכוח הנמוך והגבוה, שני המתחים יכולים להיות זהים, אבל Vl לא צריך לחרוג מה-Vh. Q1 ו-Q2 יוצרים עמוד טוטם הפוך, המשמש למימוש הבידוד, ובו זמנית להבטיח ששני צינורות הנהג Q3 ו-Q4 לא יהיו באותה הולכה בזמן. R2 ו-R3 מספקים מתח PWM R2 ו-R3 מספקים את ההתייחסות למתח PWM, על ידי שינוי הפניה זו, אתה יכול לתת למעגל לעבוד בצורת גל האות PWM הוא תלול יחסית וישר. Q3 ו-Q4 משמשים לספק את זרם הכונן, בגלל הזמן המופעל, Q3 ו-Q4 ביחס ל-Vh ו-GND הם רק מינימום של מפל מתח Vce, מפל מתח זה הוא בדרך כלל רק 0.3V בערך, הרבה יותר נמוך מ-0.7V Vce R5 ו-R6 הם נגדי המשוב, המשמשים עבור שער R5 ו-R6 הם נגדי משוב המשמשים לדגימת מתח השער, אשר מועבר לאחר מכן דרך Q5 כדי ליצור משוב שלילי חזק על הבסיסים של Q1 ו-Q2, ובכך מגביל את מתח השער לערך סופי. ערך זה יכול להיות מותאם על ידי R5 ו-R6. לבסוף, R1 מספק את המגבלה של זרם הבסיס ל-Q3 ו-Q4, ו-R4 מספק את ההגבלה של זרם השער ל-MOSFETs, שהיא המגבלה של הקרח של Q3Q4. ניתן לחבר קבל תאוצה במקביל מעל R4 במידת הצורך.