Els MOSFET s'utilitzen àmpliament en circuits analògics i digitals i estan estretament relacionats amb les nostres vides. Els avantatges dels MOSFET són: el circuit d'accionament és relativament simple. Els MOSFET requereixen molt menys corrent d'accionament que els BJT, i normalment es poden accionar directament per CMOS o col·lector obert. Circuits de controladors TTL. En segon lloc, els MOSFET canvien més ràpidament i poden funcionar a velocitats més altes perquè no hi ha cap efecte d'emmagatzematge de càrrega. A més, els MOSFET no tenen un mecanisme de fallada secundària. Com més alta sigui la temperatura, sovint més forta és la resistència, menor és la possibilitat de ruptura tèrmica, però també en un rang de temperatura més ampli per oferir un millor rendiment. Els MOSFET s'han utilitzat en un gran nombre d'aplicacions, en electrònica de consum, productes industrials, electromecànics. equips, telèfons intel·ligents i altres productes electrònics digitals portàtils es poden trobar a tot arreu.
Anàlisi de casos d'aplicació MOSFET
1 、 Canvi d'aplicacions d'alimentació
Per definició, aquesta aplicació requereix que els MOSFET realitzin i tanquin periòdicament. Al mateix temps, hi ha desenes de topologies que es poden utilitzar per canviar la font d'alimentació, com ara la font d'alimentació DC-DC que s'utilitza habitualment en el convertidor buck bàsic que es basa en dos MOSFET per realitzar la funció de commutació, aquests interruptors alternativament a l'inductor per emmagatzemar energia, i després obriu l'energia a la càrrega. Actualment, els dissenyadors solen triar freqüències de centenars de kHz i fins i tot per sobre d'1MHz, a causa del fet que com més alta sigui la freqüència, més petits i lleugers són els components magnètics. Els segons paràmetres MOSFET més importants en fonts d'alimentació de commutació inclouen la capacitat de sortida, la tensió de llindar, la impedància de la porta i l'energia d'allau.
2, aplicacions de control de motor
Les aplicacions de control de motors són una altra àrea d'aplicació de la potènciaMOSFET. Els circuits de control de mig pont típics utilitzen dos MOSFET (el pont complet en fa servir quatre), però el temps de desactivació dels dos MOSFET (temps mort) és igual. Per a aquesta aplicació, el temps de recuperació inversa (trr) és molt important. Quan es controla una càrrega inductiva (com ara un bobinatge del motor), el circuit de control canvia el MOSFET del circuit del pont a l'estat apagat, moment en què un altre interruptor del circuit del pont inverteix temporalment el corrent a través del díode del cos del MOSFET. Així, el corrent torna a circular i continua alimentant el motor. Quan el primer MOSFET torna a conduir, la càrrega emmagatzemada a l'altre díode MOSFET s'ha d'eliminar i descarregar-se a través del primer MOSFET. Aquesta és una pèrdua d'energia, de manera que com més curt sigui el trr, menor serà la pèrdua.
3, aplicacions d'automoció
L'ús de MOSFET de potència en aplicacions d'automoció ha crescut ràpidament durant els últims 20 anys. PoderMOSFETes selecciona perquè pot suportar fenòmens transitoris d'alta tensió causats pels sistemes electrònics comuns de l'automòbil, com ara el despreniment de càrrega i els canvis sobtats en l'energia del sistema, i el seu paquet és senzill, utilitzant principalment paquets TO220 i TO247. Al mateix temps, aplicacions com ara finestres elèctriques, injecció de combustible, eixugaparabrises intermitents i control de creuer s'estan convertint gradualment en estàndard a la majoria d'automòbils, i es requereixen dispositius de potència similars en el disseny. Durant aquest període, els MOSFET de potència d'automòbils van evolucionar a mesura que els motors, els solenoides i els injectors de combustible es van fer més populars.
Els MOSFET utilitzats en dispositius d'automoció cobreixen una àmplia gamma de voltatges, corrents i resistència en funcionament. Els dispositius de control de motor connecten configuracions que utilitzen models de voltatge de ruptura de 30 V i 40 V, els dispositius de 60 V s'utilitzen per conduir càrregues on s'han de controlar les condicions de descàrrega sobtada i d'inici de sobretensió, i es requereix tecnologia de 75 V quan l'estàndard de la indústria es canvia a sistemes de bateries de 42 V. Els dispositius d'alta tensió auxiliar requereixen l'ús de models de 100 V a 150 V, i els dispositius MOSFET per sobre de 400 V s'utilitzen en unitats de controlador de motor i circuits de control per a fars de descàrrega d'alta intensitat (HID).
Els corrents d'accionament MOSFET d'automoció oscil·len entre 2 A i més de 100 A, amb una resistència encesa que oscil·la entre 2 mΩ i 100 mΩ. Les càrregues MOSFET inclouen motors, vàlvules, llums, components de calefacció, conjunts piezoelèctrics capacitius i fonts d'alimentació DC/DC. Les freqüències de commutació solen oscil·lar entre 10 kHz i 100 kHz, amb l'advertència que el control del motor no és adequat per canviar freqüències superiors a 20 kHz. Altres requisits importants són el rendiment UIS, les condicions de funcionament al límit de temperatura de la unió (-40 graus a 175 graus, de vegades fins a 200 graus) i una alta fiabilitat més enllà de la vida útil del cotxe.
4, controlador de llums i llanternes LED
En el disseny de làmpades i llanternes LED sovint s'utilitza MOSFET, per al controlador de LED de corrent constant, generalment s'utilitza NMOS. El MOSFET de potència i el transistor bipolar solen ser diferents. La seva capacitat de porta és relativament gran. El condensador s'ha de carregar abans de la conducció. Quan la tensió del condensador supera la tensió llindar, el MOSFET comença a conduir. Per tant, és important tenir en compte durant el disseny que la capacitat de càrrega del controlador de la porta ha de ser prou gran per garantir que la càrrega de la capacitat de la porta equivalent (CEI) es completi dins del temps requerit pel sistema.
La velocitat de commutació del MOSFET depèn molt de la càrrega i descàrrega de la capacitat d'entrada. Tot i que l'usuari no pot reduir el valor de Cin, però pot reduir el valor de la resistència interna del senyal del bucle de la porta Rs, reduint així les constants de temps de càrrega i descàrrega del bucle de porta, per accelerar la velocitat de commutació, la capacitat general de la unitat IC es reflecteix principalment aquí, diem que l'elecció deMOSFETes refereix als circuits integrats de corrent constant de la unitat MOSFET externa. No cal tenir en compte els CI MOSFET integrats. En termes generals, el MOSFET extern es considerarà per a corrents superiors a 1A. Per tal d'obtenir una capacitat d'alimentació LED més gran i més flexible, el MOSFET extern és l'única manera de triar l'IC ha de ser impulsat per la capacitat adequada, i la capacitat d'entrada del MOSFET és el paràmetre clau.
Hora de publicació: 29-abril-2024
