MOSFET - mikä se on? Rakenteelliset ja tekniset ominaisuudet

Tässä artikkelissa opit tämä elementti kuin MOSFET. Eli mitä ominaisuuksia, jota käytetään nykyaikaista elektroniikkaa, käsitellään jäljempänä. Löydät kahdenlaisia tehotransistoreiden - MOSFET ja IGBT. Niitä käytetään pulssi korkealla Tehonmuuntimet - taajuusmuuttajat, virtalähteet. Sen olisi harkittava kaikkia piirteitä näistä elementeistä.

perustiedot

On huomattava, että IGBT ja MOSFET-transistorit voi antaa erittäin suuren tehon kuormaan. Kaikissa tämän laitteen näyttää olevan hyvin pieniä. Tehokkuus ylittää transistorit on arvot 95%. In MOSFET ja IGBT on yksi yhteinen piirre - ne ovat ikkunat eristetty, seurauksena - liittyvät ohjausparametrit. Negatiivinen lämpötilakerroin näistä laitteista, jonka avulla tällaiset transistorit olevan vastustuskykyisiä oikosulkuja. Tähän mennessä mosfety normalisoitujen ylikuormitusajan tuottama arvo lähes kaikille yrityksille.

Ajurit hallinta

Koska ei ole virtaa ohjauspiirin, staattisessa tilassa, ei voi käyttää standardin järjestelmä. On järkevämpää käyttää erityistä kuljettaja - integroidun piirin. Monet yritykset valmistavat laitteita, joiden avulla voit hallita yhden tehotransistoreja sekä siltojen ja puolen kilometrin (kolmivaiheiset ja kaksivaiheinen). He voivat suorittaa erilaisia tukitoimintoja - suojaamaan ylivirta- tai oikosulku, sekä suuri jännitehäviö MOSFET kuljettaja piiri. Millaisia piiri käsitellään yksityiskohtaisemmin alla. On huomattava, että jännitehäviö tehotransistorin ohjauspiirin - tämä on erittäin vaarallinen ilmiö. Voimakas mosfety voi muuttua toiseen toimintatilaan (lineaarinen), niin että ei onnistu. Kristalli transistori ylikuumenee ja palanut.

häiriötilaan

Kodinhoitaja toiminto kuljettajat - se on ylivirtasuoja. On tarpeen tarkastella lähemmin tehotransistorin työskennellä joltakin - oikosulku. Ylivirta voi tapahtua mistä tahansa syystä, mutta yleisin - piiri kuorman tai elin. Siksi kannattaa asianmukaisesti täytäntöön johdon mosfetami.

Ylikuormitus tapahtuu johtuu tiettyjen piirteiden piirin. Mahdollinen esiintyminen ohimenevä tai käänteinen talteenotto virta puolijohde diodi transistori olkapäät. Poistaa tällaisen ylikuormitusta esiintyy piirien suunnittelussa menetelmä. Käytetyt ketju rainanmuodostusrataan (vaimentimet), suoritetaan vastuksen valinta hilaohjauspiirin on eristetty korkea jännite ja virta renkaan.

Kuten transistori kytkeytyy päälle kun vika tapahtuu kuorman

Vian ilmetessä kuormassa, nykyinen lämmönkeruupiirissä rajoittuu jännitteen portille, ja transkonduktanssi ominaisuudet transistorin. Syöttöpiirin siten on tietty kapasiteetti, joten sisäinen vastus lähde ei voi itse käyttää sen vaikutusta oikosulkuvirta. Kun vaihto tapahtuu, kun transistori nykyinen kapasiteetti vähitellen alkaa tapahtua, koska siellä on loisinduktanssia lämmönkeruupiirissä. Tämä tosiasia on syy, että on olemassa jännitekuopan.

vääriä positiivisia

Siirtymisen jälkeen on valmis, jotta tehotransistorin on täysin syötetty jännite. Tämä johtaa siihen, että suurin osa teho on hajoaa puolijohde-. Voidaan päätellä, että oikosulku tilassa varmasti keskeytynyt tietyn ajan. Sen pitäisi riittää poistamaan vääriä hälytyksiä. Tyypillisesti aika on välillä 1 ... 10 mikrosekuntia. transistorin ominaisuuksien on oltava sellainen, että se kestää ylikuormitusta helposti.

Ladata oikosulku, kun transistori

Samoin kuin yllä mainitussa tapauksessa, nykyinen rajoittaa ominaisuudet transistorin itse. Se kasvaa nopeudella, joka määräytyy induktanssin (loistaudit). Ennen tätä virta saavuttaa jatkuvasti vakaan tilan arvoa, keräilijä jännite kasvaa. Hilajännite on lisääntynyt Miller vaikutus.

Virran kerääjän kasvaa, ja se voi ylittää huomattavasti vakaan tilan arvo. Se on, että tämä tila on järjestetty ei vain, että kanava MOSFET on katkaistu, mutta myös on mahdollista, että jänniteraja.

Jännite hilaan transistorin riippuu suoraan oikosulkuvirran. Mutta lasku hilajännitteen puolijohde-elementin on melko mielenkiintoinen kuva. Kylläisyyttä jännite kasvaa ja sen seurauksena, johtuminen häviöitä. Vakaus oikosulku transistori liittyy läheisesti jyrkkyyden sen ominaisuuksia.

Oikosulkuvirta ja voitto

Korkeampi KU on mosfetov virta, alempi kylläisyyttä jännite. Ne pystyvät myös kestää lyhyen aikaa ylikuormitus. Toisaalta, puolijohteet, jotka ovat vastustuskykyisiä oikosulkuja on erittäin korkea kylläisyyttä jännite. Menetykset ovat myös erittäin merkittävä.

Mitä suurempi maksimiarvo oikosulkuvirta on edelläkävijä MOSFET kuin yksinkertainen bipolaarisen transistorin. Tyypillisesti se on kymmenen kertaa nimellinen virta-arvon (edellyttäen, että hilajännite on sallittu). Useimmat valmistajat (Euroopan ja Aasian) tuottaa transistorit, jotka voivat kestää sellaisia kuormia, ja eivät ole vaurioituneet.

Kuljettaja on suojattava korkean puolella ylikuormitusta

On olemassa erilaisia menetelmiä ylikuormituksen matkan elementtejä. Avulla kuljettajien eri valmistajien toteuttaa suojaavia ominaisuuksia tehokkain tapa. Jos ylikuormitusta on tarpeen vähentää hilajännitteen. Tällöin tunnustaminen hätäkäytön pitenee.

Tämä johtaa poistamaan vääriä käynnistää suojaa piirejä. Näin voit tarkistaa MOSFET: yrittää muuttaa kondensaattorin. Jos muutat vasteaika oikosulun, koko piiri toimii kunnolla. Piiri käyttää useita elementtejä, jotka ovat tiettyjä tehtäviä. Esimerkiksi, joka on kytketty ajurin, "ERR" voit määrittää aika-kondensaattori ylikuormitus analyysi.

Hätäkäyttö

Tämä aikaväli on tehty jatkuva virta kytkentäpiiri lämmönkeruupiirissä. Tämä antaa jännitteen pudotus portin puolijohde-elementin. Siinä tapauksessa, jos ei ole lopettaminen ylikuormituksen transistori kytketään pois päältä sen jälkeen, kun 10 ms. Suojaus on poistettu sen jälkeen, kun poistetaan tulosignaalista. Jossa tämä tapahtuu laukaista suojapiiri.

Kun sitä sovelletaan, on tarpeen kiinnittää huomiota niiden aika, jonka kautta jälleenkytkentä MOSFETtransistori. Millainen päälle- ja mitkä ovat ominaisuuksia? Huomaa, että tällä kertaa pitäisi olla suurempi kuin terminen aikavakio (aika) puolijohdesirun, jolla transistori on valmistettu.

Haitat piiri

Piirissä on käytetty vastuksia, joilla on suuri kapasiteetti, mutta ne ovat erittäin korkea induktanssi (loisten, johtuen tiettyjen materiaalien ja tekniikoiden). Ja täydellinen Järjestelmien toiminnassa on tärkeää, että säiliö on ollut lähellä nollaa. Vastukset, joita käytetään mittaamiseen pulssimaisen virran, on täytettävä edellä mainitut edellytykset. Päälle vastukset ovat menettämässä valtava voima. Ja se vaikuttaa tehokkuutta koko korkean ajuripiirissä.

Mutta on kytkentä piirejä, jotka vähentävät tehohäviötä. Jännite kyllästyminen tapauksessa riippuu kollektorivirta. MOSFET (eli Artikkelissa) osoittaa tämän suhteen, voidaan todeta, lineaarinen johtuu siitä, että transistorin nieluvirta ei riipu kanavan vastus (aktiivinen). Mutta tehokas IGBT-transistorit tämä suhde ei ole lineaarinen, mutta voidaan helposti valita jännite, joka vastaa sähkövirran vaadittava suojan.

Kolmivaiheinen silta kuljettaja

Tällaisiin järjestelmiin sovellettuna vastus mitataan virta-arvo. suojaus virta määritetään avulla jännitteenjakajan. Laajaa suosiota saanut kuljettaja IR2130, jotka saavat aikaan stabiilin piirin toiminnan jännitteillä 600 volttia. Piiri sisältää kentän vaikutus tyypin transistorin jonka nielu on avattu (se toimii ilmaisemaan viat). MOSFET piirilevylle asennetun jäykillä hyppääjien laadullisia eristyksissä näistä syistä. Se sisältää vahvistimen, joka syntyy tietty viite ja palautteen signaaleja. Kuljettajan on muodostettu välinen viive kytkintransistorit alemman ja ylemmän olkapäät ilmenemisen estäminen läpi virtaa.

Yleensä, riippuen muutoksen aika 0,2 ms ... 2. IR2130 ohjainta käytetään toteuttamaan suojajärjestelmä, toimintoa ei ole rajoittaa suurinta arvoa hilajännitteen aikaan oikosulun. Kehitysvaiheessa varsi piirit on muistettava, että sulkeminen sillan tapahtuu sen jälkeen, 1 ms alkamisen jälkeen oikosulun. Näin ollen nykyinen (erityisesti kun läsnä on aktiivinen kuorma) on suurempi kuin arvo, joka laskettiin. Nollata suojatilaan ja palata työhön, sen pitäisi tuottaa virta kuljettaja tai arkistointia sen tulojen estojännitteen.

Alemmat ohjaimet

Tuottaa ohjaus MOSFET-transistorit alemman varren, on korkealaatuiset siru yritysten Motorola, esimerkiksi, MS33153. Tämä kuljettaja on erityinen, koska se voidaan menestyksekkäästi käyttää kahta suojaa (jännite ja virta). On myös ominaisuus, joka erottaa kaksi tilaa - ylikuormitus ja oikosulku. Se on mahdollista syöttää jännitteen (negatiivinen kontrolli). Tämä on hyödyllistä silloin, kun on tarpeen tehdä ohjausmoduuleihin suuri kapasiteetti ja riittävän korkea hilavarauksen. IGBT suojaus tila ei ole käytössä (tämä on lähinnä analogit mosfetov) sen jälkeen, kun virtalähteen jännite laskee alle 11 volttia.