MOSFET - wat is dit? Strukturele en tegnologiese eienskappe

In hierdie artikel sal jy leer oor hierdie element as die MOSFET. Dit wil sê, wat eiendomme, wat gebruik word in die moderne elektronika, word hieronder bespreek. MOSFET en IGBT - jy kan twee tipes van krag transistors vind. Hulle word gebruik in pulsed hoë krag omsetters - omsetters, kragbronne. Dit moet al die funksies van hierdie elemente te oorweeg.

basiese inligting

Dit sal opgemerk word dat die IGBT en MOSFET transistors in staat om 'n baie hoë vermoë doen om die las gee. In al hierdie toestel lyk baie klein in grootte na wees. Doeltreffendheid oorskry transistors het waardes van 95%. In MOSFET en IGBT het een ding in gemeen - hulle het hortjies geïsoleer, gevolg - verwante beheer parameters. Negatiewe temperatuur koëffisiënt van hierdie toestelle wat toelaat dat so 'n transistors om weerstand teen kortsluitings wees. Om mosfety met genormaliseer oorlading tydwaarde wat deur byna al die maatskappye op hede.

Bestuurders vir die bestuur

Want daar is geen stroom in die beheerkring, in 'n statiese af, jy kan nie gebruik maak van die standaard skema. Dit maak meer sin om 'n spesiale bestuurder gebruik - 'n geïntegreerde stroombaan. Baie maatskappye vervaardig toestelle wat jou toelaat om enkele krag transistors te bestuur, asook brûe en 'n half-myl (driefase-en twee-fase). Hulle kan 'n verskeidenheid van ondersteuning funksies te verrig - te beskerm teen oorstroom of 'n kortsluiting, sowel as 'n groot spanningsval in die MOSFET bestuurder kring. Watter soort baan sal in meer detail hieronder bespreek word. Dit sal opgemerk word dat die spanningsval oor die krag transistor beheer kring - dit is 'n baie gevaarlike verskynsel. Kragtige mosfety kan verander na 'n ander maatskappy af (lineêre), sodat sal misluk. Crystal transistor oorverhit en uitbrand.

skuld af

Huis helper funksie bestuurders - dit is oorstroom beskerming. Dit is nodig om aandag te skenk aan die krag transistor te werk in een van die modes - kortsluiting. Oorstroom mag voorkom vir een of ander rede, maar die mees algemene - kring van die vrag of op die liggaam. Daarom, moet jy behoorlik bestuur mosfetami implementeer.

Oorlading voorkom as gevolg van sekere eienskappe van die kring. Moontlike voorkoms van verbygaande of omgekeerde herstel huidige van 'n halfgeleierdiode transistor skouers. Verwydering van sodanige oorlading voorkom kring ontwerp metode. Gebruikte ketting vorming pad (gapsers), soos uiteengesit in die weerstand seleksie hek beheerkring gedra word geïsoleerd van hoë spanning en stroom band.

As die transistor draai op wanneer 'n fout voorkom in die vrag

Wanneer 'n fout voorkom in die vrag, is die huidige in die versamelaar kring beperk tot 'n spanning in die poort, en transkonduktansie eienskappe van die transistor. Die aanbod kring het dus 'n sekere kapasiteit, so die interne weerstand van die bron self kan die invloed daarvan op die kortsluiting huidige nie uit te oefen. Sodra die skakelaar voorkom, in die transistor huidige kapasiteit geleidelik begin om plaas te vind, want daar is parasitiese induktansie in die versamelaar kring. Hierdie feit is die rede dat daar 'n spanning dip.

vals positiewes

Na die oorgang is volbring, om die krag transistor is ten volle toegepas spanning. Dit sal lei tot die feit dat die meeste van die krag sal verkwis in die halfgeleier kristal. Dit kan afgelei word dat die kortsluiting modus is seker na 'n sekere tydperk van die tyd om te onderbreek. Dit moet genoeg wees om vals alarms te skakel nie. Tipies, die tyd is in die reeks 1 ... 10 mikrosekondes. transistor eienskappe moet sodanig wees dat die oorlading maklik weerstaan.

Laai kortsluiting wanneer die transistor

Net soos die geval hierbo bespreek, huidige beperk deur die eienskappe van die transistor. Dit groei teen 'n tempo wat bepaal word deur die induktansie (parasitiese). Voor die huidige 'n konstante bestendige toestand waarde bereik, sal die kollektorspanning verhoog. Die hek spanning verhoog word as gevolg van die Miller effek.

Die huidige by die versamelaar toeneem, en dit kan 'n groot oorskry die gestadige waarde. Dit is vir hierdie modus is verskaf nie net dat die kanaal MOSFET afgeskakel, maar is ook die moontlikheid van die spanning limiet.

Die spanning op die hek van die transistor hang direk kortsluiting huidige. Maar met 'n afname in die poort spanning van die halfgeleier element is redelik interessante prentjie. Die volop spanning verhoog en as gevolg daarvan, is geleiding verliese het. Stabiliteit van 'n kortsluiting transistor is nou verwant aan die steilte van sy eienskappe.

RS en die huidige versterking faktor

Hoe hoër KU by mosfetov huidige, hoe laer is die volop spanning. Hulle is ook in staat om kort tyd oorlading te weerstaan. Aan die ander kant, halfgeleiers, wat meer bestand is om kortsluitings het 'n baie hoë volop spanning. Verliese het ook baie belangrik.

Hoe groter die maksimum waarde van die kortsluiting huidige het pionier MOSFET as eenvoudige bipolêre transistor. Tipies, is dit tien keer die nominale huidige waarde (met dien verstande dat die hek spanning is toelaatbaar). Die meeste van die vervaardigers (Europese en Asiatiese) produseer transistors wat so baie kan weerstaan, en is nie beskadig word nie.

die bestuurder te beskerm teen die hoë-kant oorlading

Daar is verskeie metodes vir oorlading reis elemente. Met die hulp van die bestuurders van verskillende vervaardigers kan enige beskermende funksies, die mees doeltreffende manier te implementeer. As 'n oorlading nodig is om die hek spanning te verminder. In hierdie geval, die erkenning van die noodoperasie tyd toeneem.

Dit lei tot valse verwek beskerming kringe uit te skakel. Hier is hoe om MOSFET kyk: probeer om die kapasitansie van die kapasitor verander. As jy die reaksie tyd om 'n kortsluiting te verander, is die hele kring behoorlik werk. Die kring gebruik verskeie elemente wat sekere verantwoordelikhede het. Byvoorbeeld, gekoppel aan 'n bestuurder, "ERR" laat jou toe om die time-kapasitor oorlading analise bepaal.

operasie nood

Hierdie tyd interval gemaak konstante stroom skakel kring in die versamelaar kring. Dit gee 'n spanningsval oor die hek van die halfgeleier element. In daardie geval, indien daar geen staking van die oorlading, die transistor afgeskakel na 10 ms. Beskerming is afgeskakel nadat sal uit die insetsein verwyder. Met dit gedoen beskerming sneller kring.

Wanneer dit toegepas word, is dit nodig om aandag te skenk aan hul lengte van tyd waardeur die wederinschakelaar MOSFET transistor. Watter soort van die skakel op en wat is die funksies? Let daarop dat hierdie tyd groter as die termiese tydkonstante (tyd) van die halfgeleier chip waarop 'n transistor word vervaardig moet wees.

Nadele van die kring

In die kring resistors word dat 'n hoë kapasiteit het nie, maar hulle het 'n baie hoë induktansie (parasitiese, as gevolg van die gebruik van sekere materiale en tegnologie). En vir die perfekte werking van die skemas is noodsaaklik dat die houer naby aan nul is. Weerstande gebruik vir die meet van pols huidige moet voldoen aan die bogenoemde toestand. Op die top van die resistors verloor enorme krag. En dit affekteer die doeltreffendheid van die hele hoë-kant bestuurder kring.

Maar daar is te skakel kringe, wat krag verlies te verminder. volop spanning in elk geval hang af van die huidige versamelaar. MOSFET (dit is, bespreek in die artikel) toon hierdie verhouding, kan dit gesê word lineêre as gevolg van die feit dat van die transistor drein huidige is nie afhanklik van die kanaal weerstand (aktief). Maar kragtige IGBT transistors hierdie verhouding is nie lineêr nie, maar jy kan maklik kies die spanning wat ooreenstem met die vereiste huidige beskerming.

Driefase-brug bestuurder

In sulke skemas soos toegepas op 'n resistor te meet die huidige waarde. beskerming huidige word met behulp van 'n spanningsverdeler. Wydverspreide gewildheid ontvang bestuurder IR2130, wat 'n stabiele baan werking te verskaf teen spannings tot 600 volts. Die kring sluit 'n veld-effek tipe transistor wie se drein oop (dit dien om die teenwoordigheid van foute aan te dui). MOSFET gemonteer op die bord deur middel van streng springers in die kwalitatiewe isolasie vir hierdie redes. Dit sluit in 'n versterker wat 'n sekere verwysing en terugvoer seine genereer. Met die bestuurder is wat gevorm word deur 'n vertraging tyd tussen die skakel transistors van die onderste en boonste skouers om die voorkoms van 'n te voorkom deur die huidige.

Oor die algemeen, na gelang van die verandering tyd van 0.2 ms ... 2. Die IR2130 bestuurder gebruik word om die beskerming skema te implementeer, is daar geen funksie om die maksimum waarde van die poort spanning ten tyde van 'n kortsluiting te beperk. In die ontwikkelingsfase moet arm kringe onthou word dat die sluiting van die brug kom na 1 ms na die aanvang van 'n kortsluiting. Gevolglik is die huidige (veral in die teenwoordigheid van 'n aktiewe las) is groter as die waarde wat bereken is. Om beskerming af te herstel en terug te keer na die werk, moet dit mag produseer van die bestuurder of die indiening van sy insette sluit spanning.

Lae-kant bestuurders

Om beheer MOSFET transistors van die onderarm te produseer, is daar 'n hoë-gehalte chip maatskappye die Motorola, byvoorbeeld, MS33153. Dit bestuurder is spesiaal, want dit suksesvol gebruik kan word vir twee tipes beskerming (spanning en stroom). Daar is ook 'n funksie wat die twee modes skei - oorlading en 'n kortsluiting. Dit is moontlik om 'n spanning (negatiewe beheer) te voorsien. Dit is nuttig vir gevalle waar dit nodig is om beheer modules maak met 'n hoë kapasiteit en voldoende hoë hek beheer. beskerming IGBT modus is afgeskakel (dit is die naaste analoë mosfetov) na die kragbronspanning val onder 11 volts.