MOSFET - τι είναι αυτό; Διαρθρωτικές και τεχνολογικές δυνατότητες

Σε αυτό το άρθρο θα μάθετε για αυτό το στοιχείο ως το MOSFET. Δηλαδή, τι ιδιότητες, που χρησιμοποιείται στα σύγχρονα ηλεκτρονικά, θα συζητηθούν παρακάτω. Μπορείτε να βρείτε δύο είδη ισχύος τρανζίστορ - MOSFET και IGBT. Χρησιμοποιούνται σε μετατροπείς παλμό υψηλής ισχύος - μετατροπείς, τροφοδοτικά. Θα πρέπει να εξετάσει όλες τις δυνατότητες αυτών των στοιχείων.

βασικές πληροφορίες

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα IGBT και MOSFET τρανζίστορ σε θέση να δώσει μια πολύ μεγάλη δύναμη στο φορτίο. Σε όλη αυτή η συσκευή φαίνεται να είναι πολύ μικρό σε μέγεθος. Αποδοτικότητα υπερβαίνει τα τρανζίστορ έχουν τιμές 95%. Σε MOSFET και IGBT έχουν ένα πράγμα από κοινού - έχουν παντζούρια απομονωμένες, συνέπεια - σχετικό έλεγχο παραμέτρων. Αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας από αυτές τις συσκευές, που επιτρέπει τέτοια τρανζίστορ να είναι ανθεκτικά σε βραχυκυκλώματα. Μέχρι σήμερα mosfety με κανονικοποιημένη τιμή χρόνο υπερφόρτωση που παράγονται από όλες σχεδόν τις εταιρίες.

Οι οδηγοί για τη διαχείριση

Δεδομένου ότι δεν υπάρχει ρεύμα στο κύκλωμα ελέγχου, σε μια στατική κατάσταση, δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το πρότυπο σύστημα. Είναι πιο λογικό να χρησιμοποιήσετε ένα ειδικό πρόγραμμα οδήγησης - ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα. Πολλές εταιρείες κατασκευάζουν συσκευές που σας επιτρέπουν να διαχειρίζεστε μόνο τρανζίστορ ισχύος, καθώς και γέφυρες και ένα μισό μίλι (τριφασικό και διφασικό). Μπορούν να εκτελέσει μια ποικιλία λειτουργιών υποστήριξης - για την προστασία έναντι των υπερεντάσεων ή βραχυκύκλωμα, καθώς και ένα μεγάλο πτώση τάσης στο κύκλωμα οδηγού MOSFET. Τι είδους κυκλώματος θα συζητηθεί με περισσότερες λεπτομέρειες παρακάτω. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η πτώση τάσης κατά μήκος του κυκλώματος ελέγχου ισχύος τρανζίστορ - αυτό είναι ένα πολύ επικίνδυνο φαινόμενο. Ισχυρό mosfety μπορεί να αλλάξει σε ένα άλλο τρόπο λειτουργίας (γραμμική), έτσι ώστε θα αποτύχει. Κρυστάλλινα τρανζίστορ υπερθερμαίνεται και σβήνει.

κατάσταση σφάλματος

οδηγούς λειτουργία Home βοηθός - είναι προστασία από υπερένταση. Είναι απαραίτητο να εξετάσουμε προσεκτικά το έργο της η δύναμη τρανζίστορ σε μία από τις λειτουργίες - βραχυκυκλώματος. Ισχυρό ρεύμα μπορεί να συμβεί για οποιοδήποτε λόγο, αλλά τα πιο κοινά - κύκλωμα του φορτίου ή στο σώμα. Ως εκ τούτου, θα πρέπει κανονικά να εφαρμόσουν τη διαχείριση mosfetami.

Η υπερφόρτωση συμβαίνει λόγω ορισμένων χαρακτηριστικών του κυκλώματος. Πιθανή εμφάνιση της παροδικής ή αντίστροφη ανάκαμψη ρεύμα μια δίοδο ημιαγωγών τρανζίστορ ώμους. Η απομάκρυνση τέτοιων υπερφόρτωσης συμβαίνει μέθοδο σχεδιασμού κυκλωμάτων. Μεταχειρισμένα σχηματίζοντας διαδρομή (snubbers) αλυσίδα, που πραγματοποιούνται στο κύκλωμα ελέγχου πύλης επιλογής αντιστάτη απομονώνεται από την υψηλή τάση και το ρεύμα του ελαστικού.

Πως να ενεργοποιήσετε το τρανζίστορ βραχυκύκλωμα στο φορτίο

Όταν το φορτίο βραχυκύκλωμα συμβαίνει στο συλλέκτη ρεύματος περιορίζεται σε μια συγκεκριμένη τάση στην πύλη, και η κλίση των χαρακτηριστικών του τρανζίστορ. Η τροφοδοσία του κυκλώματος έτσι έχει μια ορισμένη ικανότητα, έτσι ώστε η εσωτερική αντίσταση της πηγής από μόνη της μπορεί να μην εξασκούν της επίδραση στην ρεύματος βραχυκύκλωσης. Μόλις συμβεί ο διακόπτης, στην τρέχουσα ικανότητα τρανζίστορ αρχίζει σταδιακά να παρουσιαστεί επειδή υπάρχει παρασιτική αυτεπαγωγή στο κύκλωμα συλλέκτη. Το γεγονός αυτό είναι ο λόγος που υπάρχει μια πτώση τάσης.

ψευδώς θετικά

Μόλις η μετάβαση ολοκληρωθεί, μια δύναμη τρανζίστορ εφαρμόζεται τάση τροφοδοσίας εντελώς. Αυτό θα οδηγήσει στο γεγονός ότι το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας θα πρέπει να διαχέεται στον κρύσταλλο ημιαγωγού. Μπορεί να εξαχθεί το συμπέρασμα ότι η κατάσταση βραχυκυκλώματος είναι βέβαιο ότι θα διακοπεί μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα. Θα πρέπει να είναι αρκετό για να εξαλείψουμε τους λανθασμένους συναγερμούς. Τυπικά, η τιμή του χρόνου είναι στην περιοχή 1 ... 10 ms. χαρακτηριστικά τρανζίστορ πρέπει να είναι τέτοια ώστε να αντέχει την υπερφόρτωση εύκολα.

Τοποθετήστε βραχυκύκλωμα όταν το τρανζίστορ

Παρόμοια με την περίπτωση που συζητήθηκε παραπάνω, ρεύμα περιορίζεται από τα χαρακτηριστικά του τρανζίστορ. Αυξάνεται με ρυθμό που καθορίζεται από την επαγωγική αντίσταση (παρασιτικά). Πριν από αυτό το ρεύμα φθάνει σε μια σταθερή τιμή σε σταθερή κατάσταση, θα αυξηθεί η τάση συλλέκτη. Η τάση πύλης αυξάνεται λόγω της επίδρασης Miller.

Το ρεύμα στο συλλέκτη αυξάνεται, και μπορεί να υπερβαίνουν κατά πολύ την τιμή σταθερής κατάστασης. Είναι για παρέχεται αυτή η λειτουργία δεν είναι μόνο ότι η MOSFET κανάλι είναι απενεργοποιημένο, αλλά επίσης είναι η δυνατότητα του ορίου τάσης.

Η τάση που εφαρμόζεται στην πύλη του τρανζίστορ εξαρτάται άμεσα ρεύμα βραχυκυκλώματος. Αλλά με μια μείωση της τάσης πύλης του στοιχείου ημιαγωγού είναι αρκετά ενδιαφέρουσα εικόνα. Ο κορεσμός τάση αυξάνεται και, κατά συνέπεια, αγωγιμότητα απώλειες αυξάνονται. Σταθερότητα των τρανζίστορ βραχυκυκλώματος είναι στενά συνδεδεμένη με την κλίση των χαρακτηριστικών του.

RS και η τρέχουσα συντελεστής ενίσχυσης

Όσο υψηλότερη είναι KU σε τρέχουσες mosfetov, τόσο χαμηλότερη είναι η τάση κορεσμού. Επίσης, είναι σε θέση να αντέξει μικρή υπερφόρτωση του χρόνου. Από την άλλη πλευρά, οι ημιαγωγοί, τα οποία είναι πιο ανθεκτικά στην βραχυκυκλώματα έχουν μια πολύ υψηλή τάση κορεσμού. Ζημιές έχουν επίσης πολύ σημαντική.

Μεγαλύτερη από την μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή του ρεύματος βραχυκύκλωσης είναι πρωτοπόρος MOSFET από ένα απλό διπολικό τρανζίστορ. Κατά κανόνα, είναι δέκα φορές το ονομαστικό ρεύμα (με την προϋπόθεση ότι η πύλη ονομαστική τάση). Οι περισσότεροι από τους κατασκευαστές (ευρωπαϊκών και ασιατικών) παράγει τρανζίστορ που μπορεί να αντέξει τέτοια φορτία, και δεν είναι κατεστραμμένο.

την προστασία του οδηγού από την υψηλή πλευρά της υπερφόρτωσης

Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τα στοιχεία υπερφόρτωση ταξίδι. Με τη βοήθεια των οδηγών από διαφορετικούς κατασκευαστές μπορεί να υλοποιήσει οποιαδήποτε προστατευτική λειτουργία, ο πιο αποτελεσματικός τρόπος. Αν υπάρχει είναι μια υπερφόρτωση, θα είναι απαραίτητο να μειωθεί η πύλη της τάσης. Στην περίπτωση αυτή, η αναγνώριση του χρόνου λειτουργίας έκτακτης ανάγκης αυξάνεται.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την εξάλειψη ψευδών κυκλώματα προστασίας ενεργοποίηση. Δείτε πώς μπορείτε να ελέγξετε MOSFET: προσπαθήστε να αλλάξετε τη χωρητικότητα του πυκνωτή. Εάν αλλάξετε το χρόνο απόκρισης σε βραχυκύκλωμα, ολόκληρο το κύκλωμα λειτουργεί σωστά. Το κύκλωμα χρησιμοποιεί διάφορα στοιχεία που έχουν συγκεκριμένες ευθύνες. Για παράδειγμα, σε συνδυασμό με έναν οδηγό, «ERR» σας επιτρέπει να καθορίσετε την ανάλυση υπερφόρτωση χρόνο-πυκνωτή.

λειτουργία έκτακτης ανάγκης

Αυτό το χρονικό διάστημα που γίνεται σταθερό ρεύμα κυκλώματος μεταγωγής στο κύκλωμα συλλέκτη. Αυτό δίνει μια πτώση τάσης στην πύλη του ημιαγώγιμου στοιχείου. Στην περίπτωση αυτή, εάν δεν υπάρχει παύση της υπερφόρτωσης, το τρανζίστορ είναι απενεργοποιημένη μετά από 10 ms. Η προστασία είναι απενεργοποιημένη μετά θα αφαιρεθεί από το σήμα εισόδου. Με αυτό το κάνει κύκλωμα προστασίας σκανδάλη.

Όταν εφαρμόζεται, είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή στο μήκος του χρόνου τους, μέσω του οποίου η επαναφορά MOSFET τρανζίστορ. Τι είδους ενεργοποίηση και ποια είναι τα χαρακτηριστικά; Σημειώστε ότι αυτή τη φορά θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την θερμική σταθερά χρόνου (χρόνος) του τσιπ ημιαγωγού κατά την οποία κατασκευάζεται ένα τρανζίστορ.

Μειονεκτήματα του κυκλώματος

Στο κύκλωμα οι αντιστάσεις χρησιμοποιούνται που έχουν υψηλή ικανότητα, αλλά έχουν μια πολύ υψηλή αυτεπαγωγή (παρασιτικές, που οφείλονται στη χρήση ορισμένων υλικών και τεχνολογίες). Και για την τέλεια λειτουργία των συστημάτων είναι απαραίτητο ότι το δοχείο ήταν κοντά στο μηδέν. Οι αντιστάσεις που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του παλμικού ρεύματος, πρέπει να συμμορφώνονται με τις παραπάνω συνθήκες. Στην κορυφή των αντιστάσεων χάνουν τεράστια δύναμη. Και αυτό επηρεάζει την αποτελεσματικότητα του όλου κυκλώματος οδήγησης υψηλής πλευράς.

Αλλά υπάρχουν κυκλώματα μεταγωγής, που μειώνουν την απώλεια ισχύος. Τάσης κορεσμού σε κάθε περίπτωση εξαρτάται από το συλλέκτη ρεύματος. MOSFET (δηλαδή, συζητείται στο άρθρο) δείχνει αυτή τη σχέση, μπορεί να ειπωθεί γραμμική οφείλεται στο γεγονός ότι από την τρέχουσα διαρροή τρανζίστορ δεν εξαρτάται από την αντίσταση του καναλιού (ενεργό). Αλλά ισχυρό τρανζίστορ IGBT αυτή η σχέση δεν είναι γραμμική, αλλά μπορείτε εύκολα να επιλέξετε την τάση που αντιστοιχεί στην απαιτούμενη τρέχουσα προστασία.

οδηγού γέφυρας τριών φάσεων

Σε τέτοια συστήματα, όπως εφαρμόζεται σε μια αντίσταση μέτρησης της τρέχουσας αξίας. τρέχουσα προστασία προσδιορίζεται με τη βοήθεια ενός διαιρέτη τάσεως. Η ευρέως διαδεδομένη δημοτικότητα των οδηγών Ταϊβάν IR2130, που εξασφαλίζουν την σταθερή λειτουργία του το κύκλωμα σε τάση έως και 600 βολτ. Το κύκλωμα περιλαμβάνει ένα τρανζίστορ τύπου επίδρασης πεδίου των οποίων αποστράγγισης ανοίγεται (χρησιμεύει για να δείχνει την παρουσία σφαλμάτων). MOSFET τοποθετημένο στον πίνακα με τη βοήθεια άκαμπτων άλτες στην ποιοτική απομόνωσης για αυτούς τους λόγους. Περιλαμβάνει έναν ενισχυτή ο οποίος παράγει ένα ορισμένων σημάτων αναφοράς και ανάδρασης. Με τον οδηγό σχηματίζεται από ένα χρόνο καθυστέρησης μεταξύ των τρανζίστορ μεταγωγής των κάτω και άνω ώμους για να αποφευχθεί η εμφάνισή του ένα διαμπερές ρεύμα.

Γενικώς, ανάλογα με τον χρόνο τροποποίηση των 0,2 ms ... 2. Το IR2130 οδηγός χρησιμοποιείται για την εφαρμογή του συστήματος προστασίας, δεν υπάρχει καμία λειτουργία για να περιοριστεί η μέγιστη τιμή της τάσης πύλης κατά τη στιγμή της βραχυκυκλώματος. Στην ανάπτυξη φάση βραχίονα κυκλώματα πρέπει να υπενθυμιστεί ότι το κλείσιμο της γέφυρας συμβαίνει μετά από 1 ms μετά την έναρξη του βραχυκυκλώματος. Κατά συνέπεια, η τρέχουσα (ιδιαίτερα παρουσία ενός δραστικού φορτίου) είναι μεγαλύτερη από την τιμή που υπολογίσθηκε. Για την επαναφορά της προστασίας λειτουργία και την επιστροφή στην εργασία, θα πρέπει να παράγει δύναμη από τον οδηγό ή την κατάθεση της εισόδους αποκλεισμού τάσης.

Χαμηλή την πλευρά τους οδηγούς

Για την παραγωγή τρανζίστορ MOSFET έλεγχο του κάτω βραχίονα, υπάρχουν υψηλής ποιότητας επιχειρήσεις τσιπ το Motorola, για παράδειγμα, MS33153. Αυτό το πρόγραμμα οδήγησης είναι ιδιαίτερη, καθώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για δύο είδη προστασίας (τάσης και ρεύματος). Υπάρχει επίσης ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα που χωρίζει τις δύο λειτουργίες - υπερφόρτωση και βραχυκύκλωμα. Είναι δυνατόν να παρέχει μια τάση (αρνητικός μάρτυρας). Αυτό είναι χρήσιμο σε περιπτώσεις όπου είναι αναγκαίο να γίνουν μονάδες ελέγχου με υψηλή χωρητικότητα και επαρκώς υψηλή χρέωση πύλη. Απενεργοποιεί την προστασία των IGBT (αυτό είναι το πιο κοντινό ανάλογα mosfetov) μετά την τάση τροφοδοσίας πέσει κάτω από 11 volts.