Tranzystory mocy MOSFET. Schemat, opis

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Elektryk

Półprzewodnikowe przyrządy mocy. Tranzystory mocy MOSFET. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Podręcznik elektryka

MOSFET to skrót od angielskiej frazy Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor (tranzystory polowe z tlenkiem metalu i półprzewodnikiem).

Ta klasa tranzystorów różni się przede wszystkim minimalną mocą sterowania przy znacznej mocy wyjściowej (setki watów). Należy również zwrócić uwagę na wyjątkowo niskie wartości rezystancji w stanie otwartym (dziesiąte części oma przy prądzie wyjściowym dziesiątek amperów), a co za tym idzie minimalną moc uwalnianą na tranzystorze w postaci ciepła .

Oznaczenie tego typu tranzystorów pokazano na ryc. 7.1. Ponadto, aby zmniejszyć liczbę elementów zewnętrznych, w tranzystor można wbudować potężną diodę tłumiącą o wysokiej częstotliwości.

MOSFET-y mocy
Ryż. 7.1. Oznaczenie tranzystorów MOSFET (G – bramka, D – dren, S – źródło): a – oznaczenie N-kanałowego tranzystora; b - oznaczenie tranzystora z kanałem P

Przewaga tranzystorów MOSFET nad bipolarnymi

Do niezaprzeczalnego Zalety Tranzystory MOSFET przed bipolarnymi można przypisać następującym cechom:

minimalna moc sterowania i duże wzmocnienie prądowe zapewnia prostotę obwodów sterujących (istnieje nawet swego rodzaju MOSFET sterowany poziomami logicznymi);
wysoka prędkość przełączania (jednocześnie opóźnienia wyłączenia są minimalne, zapewniony jest szeroki obszar bezpiecznej pracy);
możliwość prostego równoległego łączenia tranzystorów w celu zwiększenia mocy wyjściowej;
odporność tranzystorów na duże impulsy napięciowe (dv/dt).

Zastosowanie i producenci

Urządzenia te są szeroko stosowane w urządzeniach sterujących obciążeniem dużej mocy, przełączających zasilaczach. W tym drugim przypadku ich zakres jest nieco ograniczony maksymalnym napięciem dren-źródło (do 1000 V).

N-kanałowe tranzystory MOSFET™ są najbardziej popularne do przełączania obwodów mocy. Napięcie sterujące lub napięcie przyłożone między bramką a źródłem, aby włączyć MOSFET, musi przekraczać próg UT 4 V, w rzeczywistości potrzebne jest 10-12 V, aby niezawodnie włączyć MOSFET. Zmniejszenie napięcia sterującego do dolnego progu UT spowoduje wyłączenie MOSFET-u.

Wydanie mocy MOSFET różnych producentów:

HEXFET (KRAJOWY);
VMOS (PHILLIPS);
SIPMOS (firma SIEMENS).

Wewnętrzna struktura MOSFET

Na ryc. 7.2 pokazuje podobieństwo Struktura wewnętrzna HEXFET, VMOS i SIPMOS. Mają pionową, czterowarstwową strukturę z naprzemiennymi warstwami P i N: Ta struktura jest spowodowana wytrzymałymi N-kanałowymi tranzystorami MOSFET.

Jeśli napięcie przyłożone do pinów bramki jest powyżej poziomu progowego, bramka jest spolaryzowana względem źródła, tworząc odwrócony kanał N pod warstwą tlenku krzemu, który łączy źródło z drenem w celu przepływu prądu.

Przewodzenie tranzystora MOSFET jest zapewnione przez nośniki większościowe, ponieważ w kanale nie ma wstrzykniętych nośników mniejszościowych. Nie prowadzi to do akumulacji ładunku, co przyspiesza proces przełączania. W stanie włączonym zależność między prądem a napięciem jest prawie liniowa, podobnie jak rezystancja, która jest uważana za rezystancję kanału w stanie otwartym.

MOSFET-y mocy
Ryż. 7.2. Struktury wewnętrzne tranzystorów: a - tranzystor o strukturze HEXFET; b - tranzystor o strukturze VMOS; c - Tranzystor strukturalny SIPMOS

Równoważny obwód MOSFET pokazano na ryc. 7.3. Dwie pojemności między bramką a źródłem, bramką i drenem powodują opóźnienie przełączania, jeśli sterownik nie może obsłużyć wysokiego prądu włączenia. Inna pojemność w tranzystorze znajduje się między drenem a źródłem, ale ze względu na wewnętrzną strukturę tranzystora jest ona bocznikowana przez pasożytniczą diodę utworzoną między drenem a źródłem. Niestety dioda pasożytnicza nie jest szybka i nie należy jej brać pod uwagę, a dla przyspieszenia przełączania wprowadzono dodatkową diodę bocznikową.

MOSFET-y mocy
Ryż. 7.3. Obwód zastępczy MOSFET: a - pierwsza wersja układu zastępczego; b - druga wersja równoważnego obwodu z wymianą tranzystora na diodę; c - struktura wewnętrzna odpowiadająca pierwszej opcji

Parametry MOSFET

Rozważ główne parametry charakteryzujące tranzystory MOSFET.

Maksymalne napięcie dren-źródło, LUB_DS - maksymalne chwilowe napięcie robocze.

Ciągły prąd spustowy, I_D jest maksymalnym prądem, jaki MOSFET może przenosić ze względu na temperaturę złącza.

Maksymalny pobór prądu udarowego, I_DM - więcej niż ja_D i jest zdefiniowany dla impulsu o zadanym czasie trwania i cyklu pracy.

Maksymalny wiek napięcia bramki-źródła, LUB_GS to maksymalne napięcie, które można przyłożyć między bramką a źródłem bez uszkodzenia izolacji bramki.

RљSЂRѕRјRμ S, RѕRіRѕ, odbywać się:

napięcie progowe bramki, U_T {U_TH, LUB_GS};
U_T jest minimalnym napięciem bramki, przy której włącza się tranzystor.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

Zobacz inne artykuły Sekcja Podręcznik elektryka.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Ultracienki dyktafon Sony ICD-TX660 28.09.2021

Wprowadzony przez Sony nowy, ultracienki, kompaktowy dyktafon ICD-TX660 jest zamknięty w metalowej obudowie, a jednocześnie ma minimalne wymiary i wagę, dzięki czemu z łatwością mieści się w kieszeni na piersi kurtki. Wśród zalet nowości warto zwrócić uwagę na funkcję One-Push Recording, która została specjalnie zaprojektowana, aby nie pominąć niczego ważnego. Pozwala błyskawicznie, jednym kliknięciem na przycisk, rozpocząć nagrywanie, nawet jeśli rejestrator był wyłączony. Wskaźnik LED pomoże Ci szybko i bez wysiłku upewnić się, że nagrywanie jest aktywne.

Użytkownik może łatwo znaleźć ważne fragmenty spotkania, seminarium lub wykładu za pomocą Time Jump - szybkiego wyszukiwania fragmentów do odtworzenia. Umożliwia to pomijanie co 10% całkowitego czasu odtwarzania nagrania.

Model jest wyposażony w ulepszony cyfrowy mikrofon stereofoniczny, który tłumi hałas otoczenia o 50% bez obniżania czułości urządzenia nagrywającego.

Wyświetlacz OLED rejestratora jest o 41% większy niż w poprzedniej generacji urządzeń firmy, co pozwala w razie potrzeby monitorować czas, stan nagrywania i stan naładowania baterii. Ponadto dla większego komfortu użytkowania ICD-TX660 został wyposażony w uniwersalny port USB Type-C do podłączenia do innych urządzeń.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Ujawniono sekret uczenia się snu

▪ Dach słoneczny - panel słoneczny w formie dachu

▪ Warzywa i półprzewodniki

▪ Chroń system ochrony komputera w oparciu o indeks zaufania użytkownika

▪ Chiny są największym producentem energii słonecznej

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Radio - dla początkujących. Wybór artykułu

▪ artykuł Pieśń triumfującej świni. Popularne wyrażenie

▪ Co wydarzyło się w USA w XIX wieku? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Bagnet z wybiciem. Wskazówki turystyczne

▪ artykuł Detektor synchroniczny z podwojeniem napięcia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Eksploatacja szczelnych akumulatorów Ni-Cd. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn