Nnukwu ngwugwu MOSFET sekit ọkwọ ụgbọ ala

Nke mbụ, ụdị na usoro MOSFET,MOSFETbụ FET (ọzọ bụ JFET), enwere ike imepụta ya ka ọ bụrụ ụdị nkwalite ma ọ bụ mmebi, P-channel ma ọ bụ N-ọwa ngụkọta nke ụdị anọ, mana ngwa n'ezie nke naanị N-channel MOSFETs na nkwalite P-channel MOSFET, yabụ. A na-akpọkarị NMOS ma ọ bụ PMOS na-ezo aka na ụdị abụọ a. Maka ụdị abụọ a nke MOSFET emelitere, nke a na-ejikarị eme ihe bụ NMOS, ihe kpatara ya bụ na nguzogide dị ntakịrị, ma dị mfe ịmepụta. Ya mere, a na-ejikarị NMOS eme ihe n'ịgbanwe ọkụ ọkụ na ngwa mbanye moto.

Na mmeghe na-esote, ọtụtụ n'ime ikpe ndị NMOS na-achị. ikike parasitic dị n'etiti ntụtụ atọ nke MOSFET, njirimara na-adịghị mkpa mana na-ebilite n'ihi oke usoro nrụpụta. Ọnụnọ nke capacitance parasitic na-eme ka ọ dị ntakịrị aghụghọ chepụta ma ọ bụ họrọ sekit ọkwọ ụgbọ ala. Enwere diode parasitic n'etiti igbapu na isi iyi. A na-akpọ nke a diode ahụ ma dị mkpa n'ịkwọ ụgbọ ala inductive dị ka moto. Site n'ụzọ, diode ahụ dị naanị na MOSFET nke ọ bụla ma ọ naghị adị n'ime mgbawa IC.

MOSFETịgbanwee ọnwụ tube, ma ọ bụ NMOS ma ọ bụ PMOS, mgbe nchịkwa nke na-eguzogide dị, nke mere na ugbu a ga-eri ike na nguzogide a, akụkụ a nke ike riri a na-akpọ nkwụsị nkwụsị. Nhọrọ nke MOSFET nwere obere nguzogide ga-ebelata mfu nguzogide. N'oge a, na-eguzogide MOSFET dị ala na-adịkarị gburugburu iri puku kwuru iri milliohms, na ole na ole milliohms dịkwa. MOSFET agaghị emecha n'otu ntabi anya mgbe ha na-na na gbanyụọ. E nwere usoro nke ibelata voltaji na. nsọtụ abụọ nke MOSFET, na enwere usoro nke ịba ụba nke ugbu a na-agafe na ya. N'ime oge a, ọnwụ nke MOSFET bụ ngwaahịa nke voltaji na nke ugbu a, nke a na-akpọ ọnwụ ngbanwe. Ọ na-abụkarị ọnwụ ngbanwe na-ebuwanye ibu karịa nkwụsị nchịkwa, na ngwa ngwa ntụgharị ugboro ugboro, nnukwu ọnwụ ahụ. Ngwaahịa nke voltaji na ugbu a n'otu ntabi anya nke conduction dị nnọọ ukwuu, na-akpata nnukwu mfu. Mbelata oge ngbanwe na-ebelata mfu na nduzi ọ bụla; ibelata ugboro ngbanwe na-ebelata ọnụ ọgụgụ nke switches kwa nkeji oge. Ụzọ abụọ a na-ebelata mfu ngbanwe.

E jiri ya tụnyere bipolar transistors, a na-ekwenyekarị na ọ dịghị ihe ọ bụla achọrọ iji mee aMOSFETomume, ọ bụrụhaala na voltaji GS dị n'elu otu uru. Nke a dị mfe ime, Otú ọ dị, anyị chọkwara ọsọ. Dị ka ị na-ahụ na nhazi nke MOSFET, enwere ikike nke parasitic n'etiti GS, GD, na ịkwọ ụgbọala nke MOSFET bụ, dị ka a pụrụ isi kwuo ya, ịchaji na ịkwanye ike. Ịchaji capacitor chọrọ ihe dị ugbu a, n'ihi na ịchaji capacitor ozugbo enwere ike ịhụ ya dị ka sekit dị mkpirikpi, ya mere ugbu a ozugbo ga-adị elu. Ihe mbụ ị ga-amata mgbe ị na-ahọrọ / na-echepụta onye ọkwọ ụgbọ ala MOSFET bụ nha nke mkpirisi okirikiri ozugbo enwere ike ịnye.

Ihe nke abụọ ị ga-amata bụ na, nke a na-ejikarị eme ihe na NMOS dị elu, voltaji ọnụ ụzọ oge kwesịrị ịdị ukwuu karịa voltaji isi iyi. Mbanye MOSFET dị elu na isi iyi voltaji na mgbapu voltaji (VCC) otu, yabụ voltaji ọnụ ụzọ karịa VCC 4V ma ọ bụ 10V. Ọ bụrụ na n'otu usoro ahụ, iji nweta voltaji buru ibu karịa VCC, anyị kwesịrị ọkachamara na sekit nkwalite. Ọtụtụ ndị ọkwọ ụgbọ ala nwere nfuli chaja agbakwunyere, ọ dị mkpa iburu n'obi na ị ga-ahọrọ ikike mpụga kwesịrị ekwesị iji nweta obere oge okirikiri iji kwọọ MOSFET. 4V ma ọ bụ 10V bụ MOSFET a na-ejikarị na voltaji, imewe n'ezie, ịkwesịrị inwe akụkụ ụfọdụ. Nke dị elu nke voltaji, ngwa ngwa na-agba ọsọ na steeti ma na-ebelata nkwụsị nke steeti. Ugbu a, e nwekwara nta na steeti voltaji MOSFETs eji na dị iche iche ubi, ma na 12V akpakanamde ngwá electronic usoro, n'ozuzu 4V on-ala bụ ezu.MOSFETs kasị pụta ìhè atụmatụ bụ ịmafe àgwà nke ọma, n'ihi ya, ọ na-ọtụtụ-eji na na mkpa maka sekit mgbanwe eletrọnịkị, dị ka ịgbanye ọkụ ọkụ na draịva moto, kamakwa ọkụ na-enwu. Iduzi pụtara na-eme ihe dị ka mgba ọkụ, nke kwekọrọ na mmechi ngbanwe. Àgwà ndị NMOS, Vgs karịrị otu uru ga-eduzi, kwesịrị ekwesị maka iji mee ihe n'ọnọdụ ahụ mgbe isi mmalite dị n'ala (mbanye dị ala), ọ bụrụhaala na ọnụ ụzọ ámá. voltaji nke 4V ma ọ bụ 10V.PMOS e ji mara, Vgs ihe na-erughị otu uru ga-eduzi, kwesịrị ekwesị maka ojiji na ikpe mgbe isi iyi ejikọrọ na VCC (elu-ọgwụgwụ mbanye). Otú ọ dị, ọ bụ ezie na enwere ike iji PMOS dị mfe dị ka onye ọkwọ ụgbọ ala dị elu, a na-ejikarị NMOS eme ihe na ndị ọkwọ ụgbọala dị elu n'ihi nnukwu nguzogide, ọnụ ahịa dị elu, na ụdị mgbanwe ole na ole.

Ugbu a MOSFET na-anya ngwa ngwa voltaji dị ala, mgbe ị na-eji ọkụ ọkụ 5V, oge a ma ọ bụrụ na ị na-eji usoro okporo ụzọ totem ọdịnala, n'ihi transistor dị ihe dị ka 0.7V voltaji dobe, na-ebute ikpeazụ agbakwunyere n'ọnụ ụzọ ámá na voltaji bụ naanị 4.3 V. N'oge a, anyị na-ahọrọ nominal ọnụ ụzọ voltaji nke 4.5V nke MOSFET na ịdị adị nke ụfọdụ ihe ize ndụ. Otu nsogbu ahụ na-eme n'iji 3V ma ọ bụ ihe ndị ọzọ na-enye ọkụ eletrik dị ala. A na-eji voltaji abụọ eme ihe na ụfọdụ sekit njikwa ebe ngalaba mgbagha na-eji ụdị voltaji dijitalụ 5V ma ọ bụ 3.3V na ngalaba ike na-eji 12V ma ọ bụ karịa. A na-ejikọta voltaji abụọ ahụ site na iji otu ala. Nke a na-etinye ihe a chọrọ iji sekit nke na-enye ohere ka akụkụ dị ala na-achịkwa MOSFET nke ọma n'akụkụ oke voltaji, ebe MOSFET dị n'akụkụ voltaji dị elu ga-eche otu nsogbu ndị ahụ a kpọtụrụ aha na 1 na 2 anya ihu. Ọdịdị osisi totem enweghị ike imezu ihe achọrọ, yana ọtụtụ ndị na-anya MOSFET ndị na-anya ụgbọ ala adịghị ka ha gụnyere usoro mmachi voltaji ọnụ ụzọ. Ntinye ntinye abụghị uru a kapịrị ọnụ, ọ na-agbanwe na oge ma ọ bụ ihe ndị ọzọ. Ọdịiche a na-eme ka voltaji draịva nyere MOSFET site na sekit PWM ka ọ bụrụ nke na-akwụghị ụgwọ. Iji mee ka MOSFET dị nchebe pụọ na voltaji ọnụ ụzọ ámá dị elu, ọtụtụ MOSFET nwere ndị na-achịkwa voltaji na-arụ ọrụ iji gbochie njupụta nke voltaji ọnụ ụzọ ámá.

N'okwu a, mgbe voltaji mbanye nyere karịrị voltaji nke onye na-achịkwa, ọ ga-eme ka ike oriri dị ukwuu n'otu oge ahụ, ọ bụrụ na ị na-eji ụkpụrụ nke resistor voltaji nkesa iji belata voltaji ọnụ ụzọ, a ga-enwe ntakịrị ihe. elu ntinye voltaji, MOSFET na-arụ ọrụ nke ọma, ebe ntinye voltaji na-ebelata mgbe voltaji ọnụ ụzọ ezughị ezu iji mee ka njikwa zuru oke zuru oke, si otú a na-abawanye oriri ike.

A na-ahụkarị sekit ebe a naanị maka ndị ọkwọ ụgbọ ala NMOS na-eme nyocha dị mfe: Vl na Vh bụ ọkụ eletrik dị ala na nke dị elu, n'otu n'otu, voltaji abụọ ahụ nwere ike ịbụ otu, ma Vl ekwesịghị gafere Vh. Q1 na Q2 na-etolite ogwe osisi totem tụgharịrị, nke a na-eji eme ihe dịpụrụ adịpụ, ma n'otu oge ahụ iji hụ na tubes ọkwọ ụgbọ ala abụọ Q3 na Q4 agaghị adị n'otu oge. R2 na R3 na-enye ntụaka voltaji PWM, na site n'ịgbanwe ntụaka a, ị nwere ike ime ka sekit na-arụ ọrụ nke ọma, na voltaji ọnụ ụzọ ezughị ezu iji mee ka nhazi nke ọma, si otú ahụ na-abawanye ike oriri. R2 na R3 na-enye ntụaka voltaji PWM, site n'ịgbanwe ntụaka a, ị nwere ike ikwe ka sekit rụọ ọrụ na mgbama PWM waveform bụ ọnọdụ dị elu ma kwụ ọtọ. A na-eji Q3 na Q4 na-enye ụgbọ ala ugbu a, n'ihi oge, Q3 na Q4 metụtara Vh na GND bụ opekempe nke mbelata voltaji Vce, ọdịda voltaji a na-abụkarị naanị 0.3V ma ọ bụ karịa, obere obere. karịa 0.7V Vce R5 na R6 bụ nzaghachi nzaghachi maka nlele ọnụ ụzọ voltaji, mgbe ha nyochachara voltaji, a na-eji voltaji nke ọnụ ụzọ ámá mee ihe dị ka nzaghachi nzaghachi na voltaji ọnụ ụzọ ámá, na voltaji nke ọnụ ụzọ ámá. sample na-eji na ọnụ ụzọ voltaji. R5 na R6 bụ nzaghachi nzaghachi nke a na-eji atụlee voltaji ọnụ ụzọ ámá, nke a na-agafe na Q5 iji mepụta nzaghachi na-adịghị mma na ntọala Q1 na Q2, si otú a na-amachi ọnụ ụzọ voltaji na ọnụ ahịa dị oke. Enwere ike imezi uru a site na R5 na R6. N'ikpeazụ, R1 na-enye njedebe nke isi ugbu a na Q3 na Q4, na R4 na-enye njedebe nke ọnụ ụzọ ámá ugbu a na MOSFET, nke bụ njedebe nke Ice nke Q3Q4. Enwere ike ijikọ capacitor osooso n'otu n'elu R4 ma ọ dị mkpa.                                         

Mgbe ị na-emepụta ngwaọrụ ndị nwere ike ibugharị na ngwaahịa ikuku, ịkwalite arụmọrụ ngwaahịa na ịgbatị oge batrị na-arụ ọrụ bụ okwu abụọ ndị na-emepụta mkpa ga-eche ihu.DC-DC converters nwere uru nke arụmọrụ dị elu, mmepụta dị elu ugbu a na obere quiescent dị ugbu a, nke dị nnọọ mma maka ike na-ebugharị. ngwaọrụ.

Ndị na-atụgharị DC-DC nwere uru dị elu nke arụmọrụ dị elu, mmepụta dị elu dị ugbu a na obere quiescent dị ugbu a, nke dabara adaba maka ịkwado ngwaọrụ ndị nwere ike ibugharị. Ka ọ dị ugbu a, ihe ndị bụ isi na-emepe emepe DC-DC teknụzụ imewe ihe ntụgharị gụnyere: teknụzụ dị elu: na mmụba n'ịgbanwe ugboro, nha nke ntụgharị mgbanwe na-ebelatakwa, njupụta ike abawanyela nke ukwuu, na ike siri ike. emezila nzaghachi. Obere

Ugboro ngbanwe ntụgharị ike DC-DC ga-ebili na ọkwa megahertz. Teknụzụ mmepụta voltaji dị ala: Site na mmepe teknụzụ nrụpụta semiconductor na-aga n'ihu, microprocessors na akụrụngwa eletrọnịkị na-arụ ọrụ voltaji na-agbadata ma na-agbadata, nke chọrọ ngbanwe DC-DC n'ọdịnihu nwere ike inye voltaji mmepụta dị ala iji megharia na microprocessor na ngwa eletrọnịkị obere, nke Na-achọ n'ọdịnihu DC-DC Ntụgharị nwere ike inye ala mmepụta voltaji imeghari ka microprocessor.

Zuru oke inye voltaji mmepụta dị ala iji kwekọọ na microprocessors na ngwa eletrọnịkị enwere ike ibugharị. Mmepe teknụzụ ndị a na-ebute ihe ndị dị elu chọrọ maka imepụta sekit mgbawa ọkụ ọkụ. Nke mbụ, na-arịwanye elu ugboro ugboro, a na-etinye ọrụ nke ihe ndị na-agbanwe agbanwe

Ihe dị elu chọrọ maka ịrụ ọrụ nke ihe ngbanwe, ọ ga-abụrịrị na ọ ga-enwe sekit mbanye na-agbanwe agbanwe na-agbanwe agbanwe iji hụ na ihe na-agbanwe agbanwe na ntụgharị ugboro ugboro ruo ọkwa megahertz nke ọrụ nkịtị. Nke abuo, maka ngwaọrụ eletrọnịkị na-arụ ọrụ batrị, voltaji arụ ọrụ sekit dị ala (n'ihe gbasara batrị lithium, dịka ọmụmaatụ).

Batrị lithium, dịka ọmụmaatụ, voltaji na-arụ ọrụ nke 2.5 ~ 3.6V), ya mere mgbawa ọkụ maka obere voltaji.

MOSFET nwere obere nguzogide, ike dị ala, na mgbawa DC-DC dị elu na-ewu ewu ugbu a karịa MOSFET dị ka mgba ọkụ ọkụ. Agbanyeghị, n'ihi nnukwu ikike parasitic nke MOSFET. Nke a na-etinye ihe dị elu chọrọ na imewe nke ịgbanye sekit ọkwọ ụgbọ ala maka imepụta ihe ntụgharị DC-DC dị elu na-arụ ọrụ. Enwere CMOS dị iche iche, sekit mgbagha BiCMOS na-eji usoro nkwalite bootstrap na sekit ọkwọ ụgbọ ala dị ka nnukwu ibu capacitive na imepụta ULSI dị ala. Sekit ndị a na-enwe ike ịrụ ọrụ nke ọma n'okpuru ọnọdụ nke ihe na-erughị 1V voltaji ọkọnọ, na ike na-arụ ọrụ n'okpuru ọnọdụ nke ibu capacitance 1 ~ 2pF ugboro nwere ike iru iri megabits ma ọ bụ ọbụna ọtụtụ narị megahertz. N'ime akwụkwọ a, a na-eji sekit nkwalite bootstrap iji chepụta ikike ịnya ụgbọ ala dị ukwuu, dabara maka obere voltaji, nnukwu mgbanwe ugboro ugboro na-abawanye DC-DC ihe ntụgharị mbanye. Voltaji dị ala na PWM iji chụpụ MOSFET dị elu. obere mgbama PWM nke ukwuu iji chụpụ ihe achọrọ voltaji dị elu nke MOSFET.