향상된 패키지 MOSFET의 작동 방식

Encapsulated MOSFET을 사용하여 스위칭 전원 공급 장치나 모터 구동 회로를 설계할 때 대부분의 사람들은 MOS의 온 저항, 최대 전압 등, 최대 전류 등을 고려하며 이러한 요소만 고려하는 사람들이 많습니다. 이러한 회로는 작동할 수 있지만 우수하지 않으며 공식적인 제품 설계로 허용되지 않습니다.

다음은 MOSFET의 기본을 간략히 요약한 것이며,MOSFET드라이버 회로는 모두 원본이 아닌 여러 소스를 참조합니다. MOSFET의 도입, 특성, 구동 및 응용 회로를 포함합니다. 패키징 MOSFET 유형 및 접합 MOSFET은 FET(또 다른 JFET)이며 강화형 또는 공핍형, P채널 또는 N채널 총 4가지 유형으로 제조될 수 있지만 실제 적용에는 강화된 N채널 MOSFET과 강화된 P만 적용됩니다. -채널 MOSFET, 일반적으로 NMOS 또는 PMOS라고 하며 이 두 종류를 나타냅니다.

공핍형 MOSFET을 사용하지 않는 이유에 대해서는 그 원인을 파악하지 않는 것이 좋습니다. 이 두 가지 유형의 향상 MOSFET의 경우 NMOS는 낮은 온 저항과 제조 용이성 때문에 더 일반적으로 사용됩니다. 따라서 스위칭 전원 공급 장치 및 모터 구동 애플리케이션에는 일반적으로 NMOS가 사용됩니다. 다음 소개뿐만 아니라 더 많은 내용을 소개합니다.엔모스-기반을 둔.

MOSFET에는 3개 핀 사이에 기생 용량이 있는데 이는 필요하지 않지만 제조 공정 제한으로 인해 발생합니다. 구동 회로의 설계나 선택 시 기생 용량이 존재하는 것은 문제가 될 수 있지만 피할 수 있는 방법은 없으므로 자세히 설명합니다. MOSFET 회로도에서 볼 수 있듯이 드레인과 소스 사이에 기생 다이오드가 있습니다.

이를 바디 다이오드라고 하며 모터와 같은 유도성 부하를 구동하는 데 중요합니다. 그건 그렇고, 바디 다이오드는 개별적으로만 존재합니다.MOSFET일반적으로 집적 회로 칩 내부에는 존재하지 않습니다. MOSFET ON CharacteristicsOn은 스위치 폐쇄와 동일한 스위치 역할을 의미합니다.

NMOS 특성은 특정 값보다 큰 Vgs가 전도되므로 게이트 전압이 4V 또는 10V인 한 소스가 접지된 경우(로우엔드 드라이브)에 사용하기에 적합합니다. PMOS 특성상 일정 값 이하의 Vgs가 전도되므로 소스가 VCC(하이엔드 드라이브)에 연결된 경우에 사용하기에 적합합니다. 그러나 PMOS는 하이엔드 드라이버로 쉽게 사용할 수 있지만, NMOS는 온 저항이 크고 가격이 비싸며 교체 유형이 적기 때문에 일반적으로 하이엔드 드라이버에 사용됩니다.

패키징 MOSFET 스위칭 튜브 손실은 NMOS이든 PMOS이든 전도 후 온 저항이 존재하므로 전류가 이 저항에서 에너지를 소비하며, 소비되는 에너지 중 이 부분을 전도 손실이라고 합니다. 온 저항이 작은 MOSFET을 선택하면 전도 손실이 줄어듭니다. 요즘 소형 전력 MOSFET의 온 저항은 일반적으로 수십 밀리옴 정도이며, 몇 밀리옴도 가능합니다. MOS는 전도되고 차단되는 순간에 완료되어서는 안 됩니다. MOS 양쪽의 전압은 이 때 MOSFET의 손실은 전압과 전류의 곱이 되는데, 이를 스위칭 손실이라고 합니다. 일반적으로 스위칭 손실은 전도 손실보다 훨씬 크며, 스위칭 주파수가 빠를수록 손실도 커집니다. 전도 순간의 전압과 전류의 곱은 매우 커서 손실이 크다.

스위칭 시간을 단축하면 각 전도 시의 손실이 줄어듭니다. 스위칭 주파수를 줄이면 단위 시간당 스위치 수가 줄어듭니다. 이 두 가지 접근 방식 모두 스위칭 손실을 줄일 수 있습니다. 도통 순간의 전압과 전류의 곱이 크고 그에 따른 손실도 크다. 스위칭 시간을 단축하면 각 전도 시의 손실을 줄일 수 있습니다. 스위칭 주파수를 줄이면 단위 시간당 스위치 수를 줄일 수 있습니다. 이 두 가지 접근 방식 모두 스위칭 손실을 줄일 수 있습니다. 구동 바이폴라 트랜지스터와 비교하여 일반적으로 GS 전압이 특정 값보다 높으면 패키지된 MOSFET을 켜는 데 전류가 필요하지 않다고 믿어집니다. 이는 쉽지만 속도도 필요합니다. 캡슐화된 MOSFET의 구조는 GS, GD 사이에 기생 커패시턴스가 존재하는 경우 볼 수 있으며 실제로 MOSFET의 구동은 커패시턴스의 충전 및 방전입니다. 커패시터를 충전하려면 전류가 필요합니다. 커패시터를 순간적으로 충전하는 것은 단락으로 볼 수 있으므로 순간 전류가 더 커지기 때문입니다. MOSFET 드라이버를 선택/설계할 때 가장 먼저 주의해야 할 점은 제공할 수 있는 순간 단락 전류의 크기입니다.

두 번째로 주목해야 할 점은 일반적으로 하이엔드 드라이브 NMOS에 사용되는 온타임 게이트 전압은 소스 전압보다 높아야 한다는 것입니다. 하이엔드 드라이브 MOSFET 전도 소스 전압과 드레인 전압(VCC)은 동일하므로 게이트 전압은 VCC보다 4V 또는 10V입니다. 동일한 시스템에서 VCC보다 더 큰 전압을 얻으려면 다음 사항에 특화해야 합니다. 부스팅 회로. 많은 모터 드라이버에는 차지 펌프가 통합되어 있으므로 MOSFET을 구동하기에 충분한 단락 전류를 얻으려면 적절한 외부 정전 용량을 선택해야 한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. MOSFET의 온 상태 전압은 4V 또는 10V가 일반적으로 사용되며, 물론 설계에는 일정한 마진이 필요합니다. 전압이 높을수록 온 상태 속도는 빨라지고 온 상태 저항은 낮아집니다. 요즘에는 다양한 분야에서 더 작은 온 상태 전압을 갖는 MOSFET이 사용되지만, 12V 자동차 전자 시스템에서는 일반적으로 4V 온 상태이면 충분합니다. MOSFET 구동 회로와 그 손실.