Kunshin MOSFET Canjawar Zabin Tube da zane-zane

Mataki na farko shine yin zaɓi naMOSFETs, wanda ya zo cikin manyan nau'i biyu: N-channel da P-channel. A cikin tsarin wutar lantarki, MOSFETs ana iya tunanin su azaman masu sauya wutar lantarki. Lokacin da aka ƙara ingantaccen ƙarfin lantarki tsakanin ƙofar da tushen tashar N-channel MOSFET, canjin sa yana gudana. A lokacin gudanarwa, halin yanzu na iya gudana ta hanyar sauyawa daga magudanar ruwa zuwa tushen. Akwai juriya na ciki tsakanin magudanar ruwa da tushen da ake kira on-resistance RDS(ON). Dole ne a bayyana a fili cewa ƙofar MOSFET babbar tashar tashar impedance ce, don haka ana ƙara ƙarfin lantarki koyaushe zuwa ƙofar. Wannan ita ce juriya ga ƙasa wanda aka haɗa ƙofar a cikin zanen da'irar da aka gabatar daga baya. Idan an bar ƙofar a ɗaure, na'urar ba za ta yi aiki kamar yadda aka ƙera ba kuma tana iya kunnawa ko kashewa a lokutan da ba su dace ba, wanda zai haifar da yuwuwar asarar wutar lantarki a cikin tsarin. Lokacin da wutar lantarki tsakanin tushen da ƙofar ya zama sifili, mai kunnawa yana kashe kuma halin yanzu yana tsayawa ta cikin na'urar. Ko da yake na'urar tana kashe a wannan lokacin, har yanzu akwai ƙaramar halin yanzu, wanda ake kira leakage current, ko IDSS.

Mataki 1: Zaɓi N-channel ko P-channel

Mataki na farko na zaɓar na'urar da ta dace don ƙira shine yanke shawarar ko za a yi amfani da tashar N-channel ko P-channel MOSFET. A cikin aikace-aikacen wutar lantarki na yau da kullun, lokacin da MOSFET ke ƙasa kuma aka haɗa kaya zuwa wutar lantarki, MOSFET ta ƙunshi ƙaramin jujjuyawar gefen wuta. A cikin ƙaramin ƙarfin wutan gefe, tashar N-channelMOSFETyakamata a yi amfani da shi saboda la'akari da ƙarfin lantarki da ake buƙata don kashe ko kunna na'urar. Lokacin da MOSFET ta haɗa da bas ɗin kuma nauyin ya kasance ƙasa, za a yi amfani da babban canjin gefen wuta. MOSFET mai tashar P-tashoshi yawanci ana amfani da shi a cikin wannan topology, kuma don la'akari da tuƙin wutar lantarki.

Mataki 2: Ƙayyade ƙimar halin yanzu

Mataki na biyu shine zabar ƙimar MOSFET na yanzu. Dangane da tsarin kewayawa, wannan ƙimar na yanzu yakamata ya zama matsakaicin halin yanzu wanda kaya zai iya jurewa a ƙarƙashin kowane yanayi. Hakazalika da yanayin wutar lantarki, dole ne mai zane ya tabbatar cewa MOSFET da aka zaɓa za ta iya jure wa wannan ƙima na yanzu, ko da lokacin da tsarin ke haifar da igiyoyin karu. Abubuwa biyu na yanzu da aka yi la'akari da su sune yanayin ci gaba da bugun bugun jini. Wannan siga ya dogara ne akan bututun FDN304P DATASHEET azaman tunani kuma ana nuna sigogi a cikin adadi:

A cikin ci gaba da tafiyar da yanayin, MOSFET yana cikin tsayayyen yanayi, lokacin da halin yanzu ke gudana ta hanyar na'urar. Ƙunƙarar bugun bugun jini shine lokacin da aka sami babban adadin karuwa (ko ƙarar halin yanzu) yana gudana ta cikin na'urar. Da zarar an ƙayyade iyakar halin yanzu a ƙarƙashin waɗannan sharuɗɗan, kawai batun zaɓin na'urar kai tsaye ce wacce za ta iya jure wannan matsakaicin halin yanzu.

Bayan zaɓin ƙimar halin yanzu, dole ne ku kuma ƙididdige asarar gudanarwa. A aikace, daMOSFETba shine na'urar da ta dace ba, saboda a cikin tsarin gudanarwa za'a sami asarar wutar lantarki, wanda ake kira hasara. MOSFET a cikin "on" kamar juriya mai canzawa, wanda RDS na na'urar ya ƙaddara (ON), tare da zafin jiki da canje-canje masu mahimmanci. Ana iya ƙididdige wutar lantarki na na'urar daga Iload2 x RDS(ON), kuma tun da juriya ya bambanta da zafin jiki, wutar lantarki ya bambanta daidai gwargwado. Mafi girman ƙarfin wutar lantarki VGS da ake amfani da shi ga MOSFET, ƙarami RDS(ON) zai kasance; Sabanin haka mafi girman RDS(ON) zai kasance. Ga mai tsara tsarin, wannan shine inda kasuwancin ke shiga cikin wasa dangane da ƙarfin tsarin. Don ƙirar ƙirar šaukuwa, yana da sauƙi (kuma mafi yawan gama gari) don amfani da ƙananan ƙarfin lantarki, yayin da don ƙirar masana'antu, ana iya amfani da ƙananan ƙarfin lantarki. Lura cewa juriya na RDS(ON) yana tashi kaɗan tare da halin yanzu. Bambance-bambance a cikin sigogin lantarki daban-daban na resistor RDS(ON) ana iya samun su a cikin takardar bayanan fasaha da mai ƙira ya kawo.

Mataki na 3: Ƙayyade Bukatun Thermal

Mataki na gaba don zaɓar MOSFET shine ƙididdige buƙatun thermal na tsarin. Dole ne mai zanen ya yi la'akari da yanayi biyu daban-daban, mafi munin yanayi da kuma gaskiyar lamarin. Ana ba da shawarar ƙididdiga don yanayin mafi munin yanayi saboda wannan sakamakon yana samar da mafi girman gefen aminci kuma yana tabbatar da cewa tsarin ba zai gaza ba. Har ila yau, akwai wasu ma'auni da za a sani a kan takardar bayanan MOSFET; kamar juriya na thermal tsakanin mahaɗin semiconductor na na'urar da aka haɗa da muhalli, da matsakaicin zafin haɗuwa.

Matsakaicin yanayin mahaɗin na'urar daidai yake da matsakaicin zafin yanayi tare da samfurin juriya na zafi da tarwatsewar wuta (zazzabi na mahaɗa = matsakaicin zafin yanayi + [juriya ta thermal × lalata wutar lantarki]). Daga wannan ma'auni za a iya warware iyakar wutar lantarki na tsarin, wanda shine ta ma'anar daidai da I2 x RDS(ON). Tun da ma'aikata sun ƙayyade iyakar halin yanzu da zai wuce ta na'urar, RDS(ON) za a iya ƙidaya don yanayin zafi daban-daban. Yana da mahimmanci a lura cewa lokacin da ake hulɗa da samfurori masu sauƙi na thermal, dole ne mai zanen ya yi la'akari da ƙarfin zafi na junction na semiconductor / na'ura da yanayin / yanayi; watau, ana buƙatar da bugu na da'ira da kuma kunshin kada su dumi nan da nan.

Yawancin lokaci, PMOSFET, za a sami diode parasitic, aikin diode shine hana haɗin haɗin tushen-magudanar ruwa, don PMOS, fa'ida akan NMOS shine cewa kunna wutar lantarki na iya zama 0, kuma bambancin wutar lantarki tsakanin DS ƙarfin lantarki ba shi da yawa, yayin da NMOS a kan yanayin yana buƙatar VGS ya fi girma fiye da kofa, wanda zai haifar da wutar lantarki mai sarrafawa ba makawa ya fi ƙarfin da ake bukata, kuma za a sami. matsalar da ba dole ba. An zaɓi PMOS azaman mai sauyawa don aikace-aikacen guda biyu masu zuwa:

Matsakaicin yanayin mahaɗin na'urar daidai yake da matsakaicin zafin yanayi tare da samfurin juriya na zafi da tarwatsewar wuta (zazzabi na mahaɗa = matsakaicin zafin yanayi + [juriya ta thermal × lalata wutar lantarki]). Daga wannan ma'auni za a iya warware iyakar wutar lantarki na tsarin, wanda shine ta ma'anar daidai da I2 x RDS(ON). Tun da mai zane ya ƙayyade iyakar halin yanzu da zai wuce ta na'urar, RDS(ON) za a iya ƙididdige shi don yanayin zafi daban-daban. Yana da mahimmanci a lura cewa lokacin da ake hulɗa da samfurori masu sauƙi na thermal, dole ne mai zanen ya yi la'akari da ƙarfin zafi na junction na semiconductor / na'ura da yanayin / yanayi; watau, ana buƙatar da bugu na da'ira da kuma kunshin kada su dumi nan da nan.

Yawancin lokaci, PMOSFET, za a sami diode parasitic, aikin diode shine hana haɗin haɗin tushen-magudanar ruwa, don PMOS, fa'ida akan NMOS shine cewa kunna wutar lantarki na iya zama 0, kuma bambancin wutar lantarki tsakanin DS ƙarfin lantarki ba shi da yawa, yayin da NMOS a kan yanayin yana buƙatar VGS ya fi girma fiye da kofa, wanda zai haifar da wutar lantarki mai sarrafawa ba makawa ya fi ƙarfin da ake bukata, kuma za a sami. matsalar da ba dole ba. An zaɓi PMOS azaman mai sauyawa don aikace-aikacen guda biyu masu zuwa:

Duban wannan da'irar, siginar sarrafawa PGC tana sarrafa ko V4.2 yana ba da wuta ga P_GPRS ko a'a. Wannan kewaye, tushen da magudanar ruwa ba a haɗa su zuwa baya, R110 da R113 sun kasance a cikin ma'anar cewa R110 mai kula da ƙofar halin yanzu ba shi da girma, R113 yana sarrafa ƙofar na al'ada, R113 ja-har zuwa babba, kamar na PMOS. , amma kuma ana iya gani a matsayin ja-up a kan siginar sarrafawa, lokacin da MCU na ciki da kuma cirewa, wato, fitarwa na buɗaɗɗen ruwa lokacin da fitarwa ya kasance. bude-magudanar ruwa, kuma ba zai iya fitar da PMOS kashe, a wannan lokaci, shi wajibi ne don waje ƙarfin lantarki da aka ba ja-up, don haka resistor R113 taka biyu matsayin. Yana buƙatar ƙarfin lantarki na waje don ba da juzu'i, don haka resistor R113 yana taka rawa biyu. r110 na iya zama karami, zuwa 100 ohms kuma.