소전압 MOSFET의 역할은 무엇입니까?

종류가 다양해요MOSFET, 주로 접합 MOSFET과 절연 게이트 MOSFET의 두 가지 범주로 나뉘며 모두 N 채널과 P 채널 포인트를 가지고 있습니다.

MOSFET으로 불리는 금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터는 공핍형 MOSFET과 향상형 MOSFET으로 구분됩니다.

MOSFET은 또한 단일 게이트 및 이중 게이트 튜브로 구분됩니다. 듀얼 게이트 MOSFET은 2개의 단일 게이트 MOSFET을 직렬로 연결한 것과 같은 구성으로 두 개의 독립적인 게이트 G1과 G2를 가지며 출력 전류는 2개의 게이트 전압 제어에 의해 변화합니다. 듀얼 게이트 MOSFET의 이러한 특성은 고주파 증폭기, 이득 제어 증폭기, 믹서 및 복조기로 사용될 때 큰 편의성을 제공합니다.

1, MOSFET종류와 구조

MOSFET은 일종의 FET(또 다른 종류는 JFET)이며 강화형 또는 공핍형, P채널 또는 N채널 총 4가지 유형으로 제조할 수 있지만 이론적으로는 강화된 N채널 MOSFET과 강화된 P-채널만 적용됩니다. 일반적으로 NMOS라고 불리는 채널 MOSFET 또는 PMOS는 이 두 종류를 나타냅니다. 공핍형 MOSFET을 사용하지 않는 이유에 대해서는 근본 원인 검색을 권장하지 않습니다. 두 가지 향상된 MOSFET 중 가장 일반적으로 사용되는 것은 NMOS인데, 그 이유는 온 저항이 작고 제조가 용이하기 때문입니다. 따라서 스위칭 전원 공급 장치 및 모터 구동 애플리케이션에는 일반적으로 NMOS가 사용됩니다. 다음 인용문은 NMOS 기반이기도 합니다. MOSFET 기생 커패시턴스의 3개 핀이 3개 핀 사이에 존재합니다. 이는 우리가 필요로 하는 것은 아니지만 제조 공정 제한으로 인해 발생합니다. 시간을 절약하기 위해 구동 회로의 설계 또는 선택에 기생 용량이 존재하지만 피할 수 있는 방법이 없으므로 자세히 소개합니다. MOSFET 개략도에서 기생 다이오드 사이의 드레인과 소스를 볼 수 있습니다. 이것을 바디 다이오드라고 하며, 합리적인 부하를 구동하는데 있어 이 다이오드는 매우 중요합니다. 그런데 바디 ​​다이오드는 일반적으로 집적 회로 칩 내부가 아닌 단일 MOSFET에만 존재합니다.

2, MOSFET 전도 특성

전도의 중요성은 스위치 폐쇄와 동등한 스위치입니다. NMOS 특성은 특정 값보다 큰 Vgs가 전도되며 소스가 접지된 경우(로우엔드 드라이브) 게이트 전압만 도달하는 경우에 사용하기에 적합합니다. 4V 또는 10V.PMOS 특성에서는 특정 값 이하의 Vgs가 전도되므로 소스가 VCC(하이엔드 드라이브)에 연결된 경우에 사용하기에 적합합니다.

그러나 물론 PMOS는 하이엔드 드라이버로 사용하기가 매우 쉬울 수 있지만 온 저항, 비싸고 교환 유형이 적고 기타 이유로 인해 하이엔드 드라이버에서는 일반적으로 여전히 NMOS를 사용합니다.

3, MOSFET스위칭 손실

NMOS이든 PMOS이든 온 저항이 존재하여 전류가 이 저항에서 에너지를 소비하게 된 후 소비되는 에너지 부분을 온 저항 손실이라고 합니다. 온 저항이 작은 MOSFET을 선택하면 온 저항 손실이 줄어듭니다. 일반적인 저전력 MOSFET 온 저항은 일반적으로 수십 밀리옴, 수 밀리옴입니다. MOS는 온타임 및 컷오프 상태에서 순간적으로 MOS 양단의 전압이 완료되어서는 안 되며, 전압이 하강하는 과정이 있고, 전류가 흐르는 과정에서 상승하는 과정이 있으며, 이 시간 동안 MOSFET의 손실은 전압과 전류의 곱을 스위칭 손실이라고 합니다. 일반적으로 스위칭 손실은 전도 손실보다 훨씬 크며, 스위칭 주파수가 빠를수록 손실도 커집니다. 전도 순간의 전압과 전류의 큰 곱은 큰 손실을 구성합니다. 스위칭 시간을 단축하면 각 전도 시의 손실이 줄어듭니다. 스위칭 주파수를 줄이면 단위 시간당 스위치 수가 줄어듭니다. 두 가지 접근 방식 모두 스위칭 손실을 줄일 수 있습니다.

 
4, MOSFET 드라이브

바이폴라 트랜지스터와 비교하여, MOSFET을 전도시키는 데 전류가 필요하지 않고 GS 전압이 특정 값 이상이라는 것이 일반적으로 가정됩니다. 이는 쉽지만 속도도 필요합니다. MOSFET의 구조를 보면 GS, GD 사이에 기생 용량이 있다는 것을 알 수 있으며, MOSFET의 구동은 이론적으로 용량의 충전과 방전입니다. 커패시터를 충전하려면 전류가 필요하며, 커패시터를 순간적으로 충전하는 것은 단락으로 볼 수 있으므로 순간 전류가 높아지게 됩니다. MOSFET 구동의 선택/설계에서 가장 먼저 주목해야 할 것은 순간적인 단락 전류를 제공할 수 있는 크기입니다. 두 번째로 주목해야 할 점은 일반적으로 하이엔드 드라이브 NMOS에 사용되는 온디맨드는 게이트 전압이 소스 전압보다 크다는 것입니다. 하이엔드 드라이브 MOS 튜브 전도 소스 전압과 드레인 전압(VCC)은 동일하므로 게이트 전압은 VCC보다 4V 또는 10V입니다. 동일한 시스템에서 VCC보다 더 큰 전압을 얻으려면 특별한 부스트 회로가 필요하다고 가정합니다. 많은 모터 드라이버에는 차지 펌프가 통합되어 있으므로 MOSFET을 구동하기에 충분한 단락 전류를 얻으려면 적절한 외부 커패시터를 선택해야 한다는 점에 주의해야 합니다. 위에서 말한 4V 또는 10V는 일반적으로 사용되는 MOSFET 온 전압이므로 설계상 일정한 마진이 필요합니다. 전압이 높을수록 온 상태 속도는 빨라지고 온 상태 저항은 낮아집니다. 일반적으로 다양한 범주에 사용되는 더 작은 온 상태 전압 MOSFET도 있지만 12V 자동차 전자 시스템에서는 일반 4V 온 상태이면 충분합니다.

MOSFET의 주요 매개변수는 다음과 같습니다.

1. 게이트 소스 항복 전압 BVGS - 게이트 소스 전압을 증가시키는 과정에서 게이트 전류 IG가 0에서 VGS의 급격한 증가를 시작하도록 하며 이는 게이트 소스 항복 전압 BVGS로 알려져 있습니다.

2. 턴온 전압 VT - 턴온 전압(임계 전압이라고도 함): 전도성 채널의 시작 부분 사이의 소스 S와 드레인 D가 필요한 게이트 전압을 구성하도록 합니다. - 표준화된 N채널 MOSFET, VT는 약 3~6V입니다. - 개선 과정을 거쳐 MOSFET VT 값을 2~3V까지 낮출 수 있습니다.

3. 드레인 항복전압 BVDS - VGS=0(강화) 조건에서 드레인 전압을 높이는 과정에서 VDS를 드레인 항복전압 BVDS라고 부르면 ID가 급격하게 증가하기 시작하는데, 이로 인해 ID가 급격하게 증가한다. 다음 두 가지 측면:

(1) 드레인 전극 근처 공핍층의 애벌런치 항복

(2) 드레인-소스 간 극 침투 항복 - 일부 작은 전압 MOSFET의 채널 길이는 짧으며 때때로 VDS를 증가시켜 공핍층의 드레인 영역을 소스 영역으로 확장시킵니다. , 즉 채널 길이가 0이 되도록, 즉 드레인-소스 침투, 침투, 대부분의 캐리어의 소스 영역, 소스 영역 사이가 전기장 흡수의 공핍층을 견딜 수 있도록 직선이 되도록 하고, 누출 영역에 도달하여 큰 결과를 초래합니다. ID.

4. DC 입력 저항 RGS-즉, 게이트 소스와 게이트 전류 사이에 추가된 전압의 비율, 이 특성은 때때로 게이트 MOSFET의 RGS를 통해 흐르는 게이트 전류로 표현되며 1010Ω을 쉽게 초과할 수 있습니다. 5.

5. 조건의 고정된 값에 대한 VDS의 저주파 상호 컨덕턴스 gm, 드레인 전류의 미세 분산 및 이러한 변화로 인해 발생하는 게이트 소스 전압 미세 분산을 상호 컨덕턴스 gm이라고 하며, 이는 게이트 소스 전압의 제어를 반영합니다. 드레인 전류는 일반적으로 몇 mA/V 범위에서 중요한 매개변수의 MOSFET 증폭을 보여줍니다. MOSFET은 쉽게 1010Ω을 초과할 수 있습니다.