ಸಣ್ಣ ವೋಲ್ಟೇಜ್ MOSFET ಗಳನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವುದು ಹೇಗೆ

ಸಣ್ಣ ವೋಲ್ಟೇಜ್ MOSFET ಆಯ್ಕೆಯು ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾದ ಭಾಗವಾಗಿದೆMOSFETಆಯ್ಕೆಯು ಉತ್ತಮವಾಗಿಲ್ಲದಿರುವುದು ಸಂಪೂರ್ಣ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು, ಆದರೆ ಎಂಜಿನಿಯರುಗಳಿಗೆ ಬಹಳಷ್ಟು ತೊಂದರೆಗಳನ್ನು ತರುತ್ತದೆ, MOSFET ಅನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವುದು ಹೇಗೆ?

 

 

N-ಚಾನೆಲ್ ಅಥವಾ P-ಚಾನೆಲ್ ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆಮಾಡುವುದು ವಿನ್ಯಾಸಕ್ಕಾಗಿ ಸರಿಯಾದ ಸಾಧನವನ್ನು ಆಯ್ಕೆಮಾಡುವ ಮೊದಲ ಹಂತವೆಂದರೆ N-ಚಾನೆಲ್ ಅಥವಾ P-ಚಾನೆಲ್ MOSFET ಅನ್ನು ಬಳಸಬೇಕೆ ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ನಲ್ಲಿ, MOSFET ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸೈಡ್ ಸ್ವಿಚ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸಿದಾಗ MOSFET ಅನ್ನು ನೆಲಸಮ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಲೋಡ್ ಅನ್ನು ಟ್ರಂಕ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕಡಿಮೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸೈಡ್ ಸ್ವಿಚ್‌ನಲ್ಲಿ, ಸಾಧನವನ್ನು ಆಫ್ ಮಾಡಲು ಅಥವಾ ಆನ್ ಮಾಡಲು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ N- ಚಾನಲ್ MOSFET ಅನ್ನು ಬಳಸಬೇಕು.

 

MOSFET ಅನ್ನು ಬಸ್‌ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಿದಾಗ ಮತ್ತು ಲೋಡ್ ಅನ್ನು ನೆಲಸಮಗೊಳಿಸಿದಾಗ, ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸೈಡ್ ಸ್ವಿಚ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬೇಕು. P-ಚಾನೆಲ್ MOSFET ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಈ ಟೋಪೋಲಜಿಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರೈವ್ ಪರಿಗಣನೆಗಳಿಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ರೇಟಿಂಗ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ. MOSFET ನ ಪ್ರಸ್ತುತ ರೇಟಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆಮಾಡಿ. ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಈ ಪ್ರಸ್ತುತ ರೇಟಿಂಗ್ ಎಲ್ಲಾ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಲೋಡ್ ತಡೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರವಾಹವಾಗಿರಬೇಕು.

 

ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಹೋಲುತ್ತದೆ, ಡಿಸೈನರ್ ಆಯ್ಕೆ ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕುMOSFETಸಿಸ್ಟಮ್ ಸ್ಪೈಕ್ ಕರೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತಿರುವಾಗಲೂ ಈ ಪ್ರಸ್ತುತ ರೇಟಿಂಗ್ ಅನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲದು. ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾದ ಎರಡು ಪ್ರಸ್ತುತ ಪ್ರಕರಣಗಳು ನಿರಂತರ ಮೋಡ್ ಮತ್ತು ಪಲ್ಸ್ ಸ್ಪೈಕ್ಗಳಾಗಿವೆ. ನಿರಂತರ ವಹನ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ, MOSFET ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದೆ, ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಧನದ ಮೂಲಕ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಹಾದುಹೋದಾಗ.

 

ಸಾಧನದ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ದೊಡ್ಡ ಉಲ್ಬಣಗಳು (ಅಥವಾ ಪ್ರವಾಹದ ಸ್ಪೈಕ್‌ಗಳು) ಇದ್ದಾಗ ನಾಡಿ ಸ್ಪೈಕ್‌ಗಳು. ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿದ ನಂತರ, ಈ ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಧನವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವ ವಿಷಯವಾಗಿದೆ. ಥರ್ಮಲ್ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು MOSFET ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆಮಾಡುವುದರಿಂದ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ಉಷ್ಣ ಅಗತ್ಯತೆಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಡಿಸೈನರ್ ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ಸನ್ನಿವೇಶಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು, ಕೆಟ್ಟ ಪ್ರಕರಣ ಮತ್ತು ನಿಜವಾದ ಪ್ರಕರಣ. ಕೆಟ್ಟ-ಪ್ರಕರಣದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರವನ್ನು ಬಳಸಲು ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸುರಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಸ್ಟಮ್ ವಿಫಲಗೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. MOSFET ಡೇಟಾ ಶೀಟ್‌ನಲ್ಲಿ ತಿಳಿದಿರಬೇಕಾದ ಕೆಲವು ಅಳತೆಗಳು ಸಹ ಇವೆ; ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ಸಾಧನ ಮತ್ತು ಪರಿಸರದ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಮತ್ತು ಗರಿಷ್ಠ ಜಂಕ್ಷನ್ ತಾಪಮಾನದ ನಡುವಿನ ಉಷ್ಣ ಪ್ರತಿರೋಧ. ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು, MOSFET ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆಮಾಡುವ ಅಂತಿಮ ಹಂತವೆಂದರೆ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದುMOSFET.

ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಹಲವು ನಿಯತಾಂಕಗಳಿವೆ, ಆದರೆ ಪ್ರಮುಖವಾದವು ಗೇಟ್/ಡ್ರೈನ್, ಗೇಟ್/ಸೋರ್ಸ್, ಮತ್ತು ಡ್ರೈನ್/ಸೋರ್ಸ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್. ಈ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್‌ಗಳು ಸಾಧನದಲ್ಲಿ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ನಷ್ಟವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತವೆ ಏಕೆಂದರೆ ಪ್ರತಿ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ MOSFET ನ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ವೇಗವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾಧನದ ದಕ್ಷತೆಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟು ಸಾಧನದ ನಷ್ಟವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು, ಡಿಸೈನರ್ ಟರ್ನ್-ಆನ್ ನಷ್ಟಗಳು (Eon) ಮತ್ತು ಟರ್ನ್-ಆಫ್ ನಷ್ಟಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬೇಕು.

 

vGS ನ ಮೌಲ್ಯವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದಾಗ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಬಲವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಸೋರಿಕೆ - ವಾಹಕ ಚಾನಲ್ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸದ ನಡುವಿನ ಮೂಲ, vGS ಹೆಚ್ಚಳ, ಹೆಚ್ಚಳದ ಮೇಲೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ P ತಲಾಧಾರದ ಹೊರ ಮೇಲ್ಮೈ ಪದರಕ್ಕೆ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, vGS a ತಲುಪಿದಾಗ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೌಲ್ಯ, P ತಲಾಧಾರದ ಗೋಚರಿಸುವಿಕೆಯ ಸಮೀಪವಿರುವ ಗೇಟ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು N- ಮಾದರಿಯ ತೆಳುವಾದ ಪದರವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಎರಡು N + ವಲಯದೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಾಗ vGS ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ತಲುಪಿದಾಗ, P ತಲಾಧಾರದ ಗೋಚರಿಸುವಿಕೆಯ ಸಮೀಪವಿರುವ ಗೇಟ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು a N- ಮಾದರಿಯ ತೆಳುವಾದ ಪದರ, ಮತ್ತು ಎರಡು N + ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಸಂಪರ್ಕಿತವಾಗಿದೆ, ಡ್ರೈನ್‌ನಲ್ಲಿ - ಮೂಲವು N- ಮಾದರಿಯ ವಾಹಕ ಚಾನಲ್, ಅದರ ವಾಹಕ ಪ್ರಕಾರ ಮತ್ತು P ತಲಾಧಾರದ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ವಿರೋಧಿ ವಿಧದ ಪದರವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. vGS ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ, ಬಲವಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಗೋಚರಿಸುವಿಕೆಯ ಪಾತ್ರ, P ತಲಾಧಾರದ ಹೊರಭಾಗಕ್ಕೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ, ಹೆಚ್ಚು ವಾಹಕ ಚಾನಲ್ ದಪ್ಪವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಚಾನಲ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ, vGS <VT ಯಲ್ಲಿ N-ಚಾನೆಲ್ MOSFET, ವಾಹಕ ಚಾನಲ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ಟ್ಯೂಬ್ ಕಟ್ಆಫ್ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದೆ. vGS ≥ VT ಇರುವವರೆಗೆ, ಚಾನಲ್ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಮಾತ್ರ. ಚಾನಲ್ ರಚನೆಯಾದ ನಂತರ, ಡ್ರೈನ್-ಮೂಲದ ನಡುವೆ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವಿಡಿಎಸ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಡ್ರೈನ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಆದರೆ Vgs ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಲೇ ಇದೆ, Vds = 0 ಮತ್ತು Vds = 400V, ಎರಡು ಷರತ್ತುಗಳು IRFPS40N60KVgs = 100V ಎಂದು ಹೇಳೋಣ, ಟ್ಯೂಬ್ ಕಾರ್ಯವು ಯಾವ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ತರುತ್ತದೆ, ಸುಟ್ಟುಹೋದರೆ, ಕಾರಣ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಆಂತರಿಕ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು Vgs ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ಹೇಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. Rds (ಆನ್) ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ನಷ್ಟವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ Qg ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಟರ್ನ್-ಆನ್ ನಷ್ಟವು ದೊಡ್ಡದಾಗುತ್ತದೆ, Vgg ನಿಂದ Cgs ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಏರಿಕೆಯಿಂದ MOSFET GS ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನ ದಕ್ಷತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ, ನಿರ್ವಹಣೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ Vth ತಲುಪುತ್ತದೆ , MOSFET ವಾಹಕವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿ; MOSFET DS ಪ್ರಸ್ತುತ ಹೆಚ್ಚಳ, DS ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ನ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ನ ಮಧ್ಯಂತರದಲ್ಲಿ ಮಿಲಿಯರ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್, GS ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುವುದಿಲ್ಲ; Qg = Cgs * Vgs, ಆದರೆ ಚಾರ್ಜ್ ನಿರ್ಮಿಸಲು ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ.

MOSFET ನ DS ವೋಲ್ಟೇಜ್ Vgs ನಂತೆಯೇ ಅದೇ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ, ಮಿಲಿಯರ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಬಾಹ್ಯ ಡ್ರೈವ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮಿಲಿಯರ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುವುದನ್ನು ನಿಲ್ಲಿಸುತ್ತದೆ, GS ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್‌ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬದಲಾಗದೆ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ, ಮಿಲಿಯರ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡಿಎಸ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತಲೇ ಇದೆ; MOSFET ನ ಡಿಎಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ವಹನದಲ್ಲಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಮಿಲಿಯರ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಚಿಕ್ಕದಾಗುತ್ತದೆ, MOSFET ನ DS ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ವಹನದಲ್ಲಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ, ಮಿಲಿಯರ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಚಿಕ್ಕದಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯ ಡ್ರೈವ್‌ನಿಂದ GS ಧಾರಣದೊಂದಿಗೆ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗುತ್ತದೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್, ಮತ್ತು ಜಿಎಸ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಮೇಲೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಏರುತ್ತದೆ; ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮಾಪನ ಚಾನಲ್‌ಗಳು ದೇಶೀಯ 3D01, 4D01 ಮತ್ತು ನಿಸ್ಸಾನ್‌ನ 3SK ಸರಣಿಗಳಾಗಿವೆ.

ಜಿ-ಪೋಲ್ (ಗೇಟ್) ನಿರ್ಣಯ: ಮಲ್ಟಿಮೀಟರ್ನ ಡಯೋಡ್ ಗೇರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿ. ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ ನಡುವಿನ ಒಂದು ಅಡಿ ಮತ್ತು ಇತರ ಎರಡು ಅಡಿಗಳು 2V ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ, ಅಂದರೆ, "1" ಡಿಸ್ಪ್ಲೇ, ಈ ಪಾದವು ಗೇಟ್ G ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ತದನಂತರ ಉಳಿದ ಎರಡು ಅಡಿಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಪೆನ್ ಅನ್ನು ವಿನಿಮಯ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಿ, ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಕಪ್ಪು ಪೆನ್ ಅನ್ನು ಡಿ-ಪೋಲ್ (ಡ್ರೈನ್), ಕೆಂಪು ಪೆನ್ ಅನ್ನು ಎಸ್-ಪೋಲ್ (ಮೂಲ) ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ.