Mosfet - के यो छ? संरचनात्मक र प्राविधिक सुविधाहरू

यस लेख मा, हामी mosfet जस्तै एक तत्व को बारे मा कुरा गर्नेछ । के यो, कुन गुणहरूसँग यो छ, यो आधुनिक इलेक्ट्रोनिक्समा के प्रयोग गरिन्छ, तल वर्णन गरिनेछ। तपाईं दुई प्रकारका ट्राफिक ट्रास्जिस्टरहरू - MOSFET र IGBT भरमा आउन सक्नुहुन्छ। तिनीहरू उच्च शक्ति पल्स कनवर्टर्समा प्रयोग गरिएका छन् - इनभेरर्सहरू, बिजुली आपूर्तिहरू। यो यी तत्वहरूको सबै सुविधाहरू विचार गर्न लायक छ।

आधारभूत जानकारी

यो ध्यान दिइनेछ कि IGBT र mosfet ट्रांजिस्टर लोड गर्न धेरै उच्च शक्ति प्रदान गर्न सक्षम छन्। यो सबैसँग, उपकरण आकारमा धेरै सानो हुनेछ। ट्रांजिस्टरहरूको क्षमता 95% भन्दा बढी छ। Mosfets र IGBT सँग एक साझा विशेषता छ - तिनीहरूसँग अलग रहन्छन्, यो - समान नियन्त्रण मापदण्डहरूको परिणाम। यी उपकरणहरूको लागि तापमान गुणांक नकारात्मक छ, जसले छोटो सर्किटमा प्रतिरोधी ट्रांजिस्टर बनाउन सम्भव बनाउँछ। आज सम्मको ओभरलोडको सामान्यकृत समय संग mosfets लगभग सबै कम्पनीहरु द्वारा उत्पादित गरिन्छ।

व्यवस्थापनका लागि ड्राइभर्स

चूंकि कुनै पनि नियन्त्रण सर्किट मा छैन, स्थिर मोड मा यो सम्भव छैन कि मानक सर्किट को उपयोग न गर्नुहोस। एक विशेष चालक प्रयोग गर्न यो अधिक उचित छ - एकीकृत सर्किट। धेरै कम्पनीहरूले उपकरणहरू उत्पादन गर्छन् जसले एकल पावर ट्रान्जिस्टरहरू नियन्त्रण गर्दछ, साथै पुल र आधा पुल (तीन-चरण र दुई-चरण) नियन्त्रण गर्न अनुमति दिन्छ। तिनीहरूले विभिन्न सहायक प्रकार्यहरू गर्न सक्छन् - वर्तमान ओवरलोड वा शर्ट सर्किटको विरुद्धमा, साथै मस्फेटको नियन्त्रण सर्किटमा एक ठूलो भोल्टेज ड्रपको रक्षा गर्न। यो श्रृंखला के हो, तल थप विस्तारमा वर्णन गरिनेछ। यो उल्लेखनीय छ कि पावर ट्रांजिस्टर नियन्त्रण सर्किटमा भोल्टेज ड्रप एक धेरै खतरनाक घटना हो। शक्तिशाली mosfet सञ्चालन (रैखिक) को एक अलग मोडमा जान सक्छ, जसको कारण असफल भयो। क्रिस्टल पनीर र ट्रांजिस्टर जलाइन्छ।

छोटो सर्किट मोड

मुख्य सहायक चालक प्रकार्य वर्तमान ओवरलोडको विरुद्ध सुरक्षा हो। एक मोड - शर्ट सर्किटमा पावर ट्रांजिस्टरको अपरेशनलाई ध्यानपूर्वक हेर्नु आवश्यक छ। ओभरक्ररेन्ट कुनै पनि कारणको लागि हुन सक्छ, तर प्रायः प्राय लोड वा मामलामा छोटो छ। त्यसकारण, यो राम्रो तरिकाले मस्जिट्स व्यवस्थापन गर्न आवश्यक छ।

सर्किटको निश्चित विशेषताहरूको कारण ओभरलोडिङ हुन्छ। ट्रांजिस्टर हतियार मध्ये एक देखि अर्धचालक डायोड को क्षणिक या एक रिवर्स वर्तमान रिकभरी संभव छ। सर्किट विधि द्वारा यस्तो ओवरलोडको अन्त्य हुन्छ। प्रक्षेपण गठन श्रृंखलाहरु (स्नेहक) को उपयोग गरिन्छ, अवरोध द्वार मा चयन गरिन्छ, नियंत्रण सर्किट उच्च वर्तमान बस र भोल्टेज देखि अलग छ।

भारमा शर्ट सर्किटको कसरी ट्रांजिस्टर घुमाउँछ

जब लोडमा छोटो सर्किट हुन्छ, हाल कलेक्टर सर्किटमा हाल गेटमा केहि निश्चित भोल्टेज, साथै ट्रांजिस्टर आफैका विशेषताहरूको ढलान द्वारा सीमित छ। आपूर्ति सर्किटमा, त्यहाँ एक निश्चित क्षमता छ, त्यसैले स्रोतको आन्तरिक प्रतिरोधले छोटो छोटो सर्किटमा कुनै प्रभाव पार्न सक्दैन। चाँडै स्विचन हुँदा, ट्रान्सरस्टर मा सजिलै संग बढ्छ बढ्दो तथ्यले गर्दा कि कलेक्टर सर्किटमा परजीवी अधिष्ठापन छ। एउटै तथ्य भनेको कारण हो कि एक निश्चित भोल्टेज विफलता छ।

गलत सकारात्मक

अन्तर्वार्ता पूरा भएपछि, पावर ट्रान्जिस्टर पूर्ण रूपमा संचालित हुनेछ। र यसले तथ्यलाई नेतृत्व गर्दछ कि एक ठूलो शक्ति एक अर्धचालक क्रिस्टल मा फैलिएको छ। यसैले यो निष्कर्ष निकाल्न सक्छ कि छोटो समय पछि छोटो-सर्किट मोड अवरोध हुन पर्छ। यो झूटा सकारात्मक बहिष्कार गर्न पर्याप्त हुनुपर्छ। एक नियमको रूपमा, समय मूल्य अंतराल 1 मा छ ... 10 μs। ट्रांजिस्टरको विशेषताहरू त्यस्तो हुनुपर्छ कि यो सजिलै संग यो ओवरलोडको सामना गर्छ।

ट्रांजिस्टरको साथ प्रतिबाधा लोड गर्नुहोस्

त्यसैगरी, माथि उल्लेख गरिएको मामलाको साथ, वर्तमान ट्रांजिस्टर को विशेषताहरु द्वारा सीमित छ। यो दर मा बढ्छ जुन अधिष्ठापन (परजीवी) द्वारा निर्धारित हुन्छ। यो वर्तमान एक स्थिर स्थिर राज्य मानमा पुग्नु अघि, कलेक्टर भोल्टेज बढ्छ। मिलर प्रभावको कारण गेटमा भोल्टेजमा वृद्धि हुन्छ।

कलेक्टरमा हाल बढ्छ, र यसले स्थिर राज्यको मूल्य भन्दा ठूलो हुन सक्छ। यो यस मोडको लागि हो कि न केवल च्यानल मस्फेट बन्द छ, तर भोल्टेज सीमित गर्ने सम्भावना पनि प्रदान गरिएको छ।

ट्रांजिस्टरको ढोकामा लागू हुने भोल्टेजले स्थिर राज्य स्टेट सर्किटमा हालै प्रत्यक्ष निर्भर गर्दछ। तर अर्धचालक तत्वको ढोकामा भोल्टेजमा कमीको साथ, एक सजिलो तस्विर हुन्छ। संतृप्ति भोल्टेज बढ्छ र, परिणामको रूपमा, चालकता हानि वृद्धि हुन्छ। छोटो सर्किटमा ट्रांजिस्टरको स्थिरता यसको नजिकको विशेषताहरु को निकटता संग सम्बन्धित छ।

छोटो सर्किट हाल र लाभ

Mosfets मा उच्च, उच्च संतृप्ति भोल्टेज। तिनीहरू पनि छोटो समयमा ओभरलोड बकाया सक्षम छन्। अर्कोतर्फ, शर्ट सर्किटमा अधिक प्रतिरोधी अर्धचालकहरू, एक धेरै उच्च संतृप्ति भोल्टेज छ। हानि पनि धेरै महत्त्वपूर्ण छन्।

छोटो छोटो सर्किटको एक ठूलो अधिकतम अनुमत मूल्य एक साधारण द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर भन्दा मस्जिट पायनियर छ। नियमको रूपमा, यो दर्जा दिइएको वर्तमान भन्दा दस गुना बढी छ (प्रदान गरिएको छ कि गेट भोल्टेज स्वीकार्य छ)। धेरै निर्माताहरू (युरोपेली र एशियाई) ट्रास्टिस्टर्सहरू उत्पन्न गर्छन् जसले यस्तो लोडहरू सामना गर्छ, र क्षतिग्रस्त हुँदैन।

ओवरहेड अधिभार संरक्षण चालक

अधिभारको क्रममा तत्वहरू स्विच गर्न विभिन्न विधिहरू छन्। विभिन्न निर्माताहरूबाट ड्राइभरहरूको मद्दतमा, तपाईंले कुनै पनि सुरक्षात्मक कार्यहरू लागू गर्न सक्नुहुन्छ र सबैभन्दा प्रभावकारी। यदि अधिभार लोड हुन्छ भने, गेट भोल्टेज घटाउन आवश्यक छ। यस अवस्थामा, आकस्मिक मोडको समयमा समय बढेको मान्यता।

यसको कारण, यो सुरक्षा सर्किटको गलत अलार्महरू हटाउन सम्भव छ। यहाँ मस्फेटको परीक्षण कसरी गर्ने छ: संधारित्रको capacitance मूल्य परिवर्तन गर्ने प्रयास गर्नुहोस्। यदि शर्ट सर्किट परिवर्तनको प्रतिक्रिया समय, सम्पूर्ण सर्किट सही काम गर्दछ। यस योजनाले केहि जिम्मेदारहरू छन् जसले धेरै तत्वहरू प्रयोग गर्दछ। उदाहरणका लागि, ड्राइभ आउटपुटमा जोडिएको, "ERR" -सेपरकर्ताले तपाईंलाई ओवरलोडको विश्लेषणको समय निर्धारण गर्न अनुमति दिन्छ।

आपतकालीन सञ्चालन मोड

यस समय अन्तरालका लागि, कलेक्टर सर्किटमा हालको नियामक सर्कलमा स्विच गरिएको छ। यसको कारण, अर्धचालक तत्वको ढोकामा भोल्टेज कम हुन्छ। घटनामा कुनै ओभरलोड रोकिएन, ट्रांजिस्टर 10 μ हरू पछि बन्द हुन्छ। संकेत इनपुटबाट हटाइएको छ भने असक्षम छ। यसको लागि धन्यवाद, ट्रिगर सुरक्षा योजना लागू गरिएको छ।

जब यो लागू हुन्छ, यो समय अन्तरालमा ध्यान दिन आवश्यक छ जसको माध्यमले मस्फेट ट्रांजिस्टरको स्विच हुन्छ। यो समावेश के हो र यसको विशेषताहरू के हो? कृपया ध्यान दिनुहोस् कि यस समय को अर्धचालक क्रिस्टल को थर्मल निरंतर (अस्थायी) भन्दा अधिक हुनु पर्छ जसको आधार मा ट्रांजिस्टर बनाइन्छ।

तारिण रेखाचित्रको हानिकारक

सर्किट प्रतिरोधकहरू प्रयोग गर्दछ, जुन उच्च शक्ति छ, तर तिनीहरूसँग धेरै उच्च अधिष्ठापन छन् (परजीवी, केही सामग्री र प्रविधिको प्रयोगको कारण)। र सर्किटको आदर्श कार्यका लागि, यो आवश्यक छ कि समाई शून्य नजिक छ। हाल अन्डुले हालको मापदण्डमा प्रयोग गर्ने प्रतिरोधी माथिको अवस्थाको अनुपालन गर्नु पर्छ। यसको अतिरिक्त, प्रतिरोधहरूले ठूलो शक्ति गुमाउँछन्। र यसले माथिल्लो हातको सम्पूर्ण चालक सर्किटको क्षमतालाई असर गर्छ।

तर त्यहाँ सर्किटहरू स्विच गरिरहेका छन् जसले पावर हानिलाई कम गर्दछ। कुनै पनि मामला मा संतृप्ति वोल्टेज कलेक्टर वर्तमान मा निर्भर गर्दछ। मस्फेट (के यो हो, लेख मा विचार गरिरहेको छ) यो निर्भरता प्रदर्शन गर्दछ, यो, रैखिक हुन सक्छ किनकी च्यानल को सक्रिय (सक्रिय) ट्रांजिस्टर को नाली मा वर्तमान मा निर्भर गर्दैन। तर शक्तिशाली IGBT ट्रांजिस्टरहरूका लागि यो निर्भरता रैखिक छैन, तर आवश्यक वोल्टेजसँग मेल खाने भोल्टेज छनौट गर्न सजिलो छ।

तीन-चरण पुल चालक

यस्तो सर्किटमा, हालको मान मापन गर्न एक अवरोध पनि प्रयोग गरिन्छ। सुरक्षा वर्तमान एक भोल्टेज डिभाइडर द्वारा निर्धारित हुन्छ। IR2130 चालकहरू व्यापक रूपमा लोकप्रिय छन्, जुन 600 भोल्टको भोल्टेजमा सर्किटको स्थिर अपरेशन सुनिश्चित गर्छन्। सर्किटले एक प्रकारको ट्रांजिस्टर ट्रांजिस्टर समावेश गर्दछ, जुन एक नाली छ (यसले मालफनशन्सको उपस्थितिको संकेत गर्दछ)। यी कारणका लागि उच्च-गुणस्तर इन्सुलेशनमा कठिन जम्पकर्ताहरू प्रयोग गरेर बोर्डमा मस्फेट स्थापना गरिएको छ। यसमा एक एम्पलीफायर छ जुन केहि नियन्त्रण र प्रतिक्रिया संकेतहरू उत्पन्न गर्दछ। चालकको सहयोगको साथ, निचो र माथिल्लो अनुहारको ट्रांजिस्टरको स्विच बीचको समय ढिलाइ गठन गरिएको हो जुन एक माध्यमको माध्यमबाट बाहिर निस्कन को लागी।

एक नियम को रूप मा, संशोधन को आधार मा, समय 0.2 छ ... 2 μs। IR2130 चालक, जुन सुरक्षा सर्किट लागू गर्न प्रयोग गरिन्छ, त्यहाँ छोटो सर्किटको पट्टि भोल्टेज को अधिकतम मूल्य सीमित गर्न कुनै प्रकार्य छैन। तीन-चरण आर्म प्रणाली डिजाइन गर्दा याद गर्नुहोस् कि पुल 1 शून्य पछि छोटो छोटो सुरुवात पछि विच्छेद भएको छ। फलस्वरूप, हाल (विशेष गरी जब सक्रिय लोड हुन्छ) गणना गरिएको मान भन्दा बढी छ। सुरक्षा मोड रिसेट गर्न र कार्य मोडमा फर्काउनु होस्, तपाइँले चालक शक्ति आपूर्ति बन्द गर्नुपर्दछ वा यसको इनपुटमा भोल्टेज आपूर्ति गर्नु पर्छ।

निचो हातको ड्राइभर

तलल्लो हातको मस्फेटको ट्रांजिस्टरहरू नियन्त्रण गर्न, उच्च गुणस्तर मोटोरोला चिप्सहरू छन्, उदाहरणका लागि, MC33153। यो चालक विशेष छ, किनकि यो सफलतापूर्वक दुई प्रकारका सुरक्षा (भोल्टेज र वर्तमान) को लागी प्रयोग गर्न सकिन्छ। त्यहाँ एउटा प्रकार्य पनि छ जुन दुई मोडहरू - ओवरलोड र शर्ट सर्किटलाई अलग गर्दछ। त्यहाँ केही भोल्टेज (नियन्त्रणका लागि नकारात्मक) आपूर्ति गर्ने सम्भावना छ। यो घटनाहरूको लागि उपयोगी छ जहाँ उच्च शक्ति संग मड्यूल नियन्त्रण गर्न र गेट चार्जको एकदम ठूलो मान आवश्यक छ। आईबीजीटी सुरक्षा मोड असक्षम गरिएको छ (यी सबभन्दा नजिकको Mosfet analogs) को आपूर्ति भोल्टेज 11 वोल्ट चिन्ह भन्दा कम हुन्छ।