A MOSFET típusai - üzemeltetés, munka és alkalmazások

MOSFETA MOSFET a beágyazott rendszer tervezésének fontos eleme, amelyet a terhelések igény szerinti szabályozására használnak. Sok olyan elektronikai projekt, amelyet MOSFET használatával fejlesztettek ki, mint például a fényintenzitás-szabályozás, a motorvezérlés és a max generátor alkalmazások. A MOSFET egy nagyfeszültségű vezérlőeszköz, amely néhány kulcsfontosságú funkciót biztosít az áramkör-tervezők számára az általános teljesítmény tekintetében. Ez a cikk a MOSFET-alkalmazások különböző típusairól nyújt információkat. A MOSFET és alkalmazásai A MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) tranzisztor egy félvezető eszköz, amelyet széles körben használnak elektronikus jelek kapcsolására és erősítésére az elektronikus eszközökben. A MOSFET három végberendezésből áll, például forrásból, kapuból és lefolyóból. A MOSFET messze a legelterjedtebb tranzisztor, és mind analóg, mind digitális ckt-ben használható. A MOSFET úgy működik, hogy változtatja annak a csatornának a szélességét, amelyen a töltéshordozók (lyukak és elektronok) áramlanak. A töltéshordozók a forrásból belépnek a csatornába, és a lefolyón keresztül távoznak. A csatorna szélességét egy elektróda feszültsége szabályozza, amelyet kapunak neveznek, amely a forrás és a lefolyó között helyezkedik el. A csatornától egy rendkívül vékony fém-oxid réteg közelében van szigetelve. Különféle MOSFET-alkalmazások léteznek, amelyeket a követelményeknek megfelelően használnak. A MOSFET-eszközök típusaiA MOSFET két típusba sorolható, mint pl. Lemerülési mód MOSFETEjavítási mód MOSFETElmerülési mód: Ha nulla feszültség van a kapu terminálján, a csatorna a maximális vezetőképességét mutatja. Mivel a kapu feszültsége negatív vagy pozitív, akkor csökken a csatorna vezetőképessége.Lemerülési mód MOSFETEnövelő módHa nincs feszültség a kapu terminálján, a készülék nem vezet. Nagyobb feszültség a kapu kivezetésére, a készülék jó vezetőképességgel rendelkezik.Enhance Mode MOSFET MOSFET Működési elve A MOSFET működése a fém-oxid kondenzátortól (MOS) függ, amely a MOSFET fő része. Az oxidréteg a forrás és a leeresztő terminál között található. P-típusról n-típusra állítható pozitív vagy negatív kapufeszültség alkalmazásával. Pozitív kapufeszültség alkalmazásakor az oxidréteg alatti lyukak taszító erővel jelennek meg, és a lyukak lefelé nyomódnak a hordozón keresztül. Az elhajlási tartomány, amelyet az akceptor atomokkal szövetséges kötött negatív töltések töltenek be.MOSFET blokkdiagram P- Channel MOSFET A P-Channel MOSFET negatív ionokból áll, így negatív feszültségekkel működik. Amikor negatív feszültséget kapcsolunk a kapura, az oxidréteg alatt lévő elektronok taszító erővel lefelé nyomódnak a hordozóba. Az elhajlási tartományt a kötött pozitív töltések töltik be, amelyek a donor atomokhoz kapcsolódnak. A negatív feszültség szintén vonzza a lyukakat a p+ forrásból és a csatorna tartományba.P-Channel MOSFETN- Channel MOSFET Amikor pozitív kapufeszültséget alkalmazunk, az oxidréteg alatt lévő lyukak taszító erővel nyomódnak lefelé a hordozóba. Az elhajlási tartományt a kötött negatív töltések népesítik be, amelyek az akceptor atomokhoz kapcsolódnak. A pozitív feszültség az n+ forrásból és a lefolyó tartományból származó elektronokat is vonzza a csatornába. Most, ha feszültséget kapcsolunk a lefolyó és a forrás között, az áram szabadon áramlik a forrás és a lefolyó között, és a kapufeszültség szabályozza a csatornában lévő elektronokat. A pozitív feszültség helyett, ha negatív feszültséget alkalmazunk, az oxidréteg alatt egy csatorna (lyuk) képződik. N-csatornás MOSFETMOSFET alkalmazások A MOSFET különféle elektromos és elektronikus projektekben használt alkalmazásai, amelyeket különféle elektromos és elektronikus alkatrészek felhasználásával terveztek. A koncepció jobb megértése érdekében az alábbiakban bemutatunk néhány projektet. MOSFET Kapcsolóként használatos Ebben az áramkörben, továbbfejlesztett módot használva, egy N-csatornás MOSFET-et használnak a lámpa be- és kikapcsolására. A pozitív feszültség a MOSFET kapuján van, és a lámpa világít (VGS =+v), vagy nulla feszültségszintnél a készülék kikapcsol (VGS=0). Ha a lámpa ellenállásos terhelését induktív terhelésre cserélnék, és a terhelés védelme érdekében a reléhez vagy diódához kellene csatlakoztatni. A fenti áramkörben ez egy nagyon egyszerű áramkör az ellenállásos terhelés, például LED-ek vagy lámpák kapcsolására. Ha azonban MOSFET-et használunk az induktív terhelés vagy a kapacitív terhelés átkapcsolására, akkor a MOSFET-alkalmazások befogadásához szükséges. Ha nem adjuk meg a védelmet, akkor a MOSFET megsérül. Ahhoz, hogy a MOSFET analóg kapcsolóeszközként működjön, át kell kapcsolni a VGS = 0 levágási tartománya és a VGS = + v telítési tartománya között.MOSFET Az utcai lámpák kapcsolóautomatikus intenzitásszabályozása MOSFET használatával Napjainkban az autópályákon elhelyezett lámpák nagy része High Intensity Discharge lámpákon (HID) keresztül történik, amelyek energiafogyasztása magas. Ennek intenzitása nem szabályozható igény szerint, ezért át kell váltani egy alternatív világítási rendszerre, azaz LED-ek használatára. Ez a rendszer úgy készült, hogy kiküszöbölje a HID lámpák mai hátrányait.Utcai lámpák automatikus intenzitásszabályozása MOSFET segítségévelEz a projekt az autópályák világításának automatikus vezérlésére szolgál mikroprocesszoros órajel-impulzusok segítségével. Ebben a projektben a MOSFET játszik fő szerepet, amelyet a lámpák igény szerinti cseréjére használnak. A Raspberry Pi kártyát használó javasolt rendszer, amely egy új fejlesztési kártya, egy processzort tartalmaz a vezérléshez. Itt a MOSFET segítségével a processzorra csatlakoztatott HID lámpák helyett a LED-eket tudjuk cserélni. A mikrokontroller felszabadítja a megfelelő működési ciklusokat, majd kapcsolja át a MOSFET-et, hogy a fényt erős intenzitással világítsa meg. Marx-generátor alapú nagyfeszültségű MOSFET-ek használatával A projekt fő koncepciója egy olyan áramkör kifejlesztése, amely a Marx-generátor bemeneti feszültségének körülbelül háromszorosát adja le. elv. Úgy tervezték, hogy nagyfeszültségű impulzusokat generáljon számos kondenzátor párhuzamos töltésével a bekapcsolási idő alatt, majd sorba kapcsolva magasabb feszültséget fejlesszen ki a kikapcsolási időszak alatt. Ha az alkalmazott bemeneti feszültség körülbelül 12 V DC, akkor a kimeneti feszültség körülbelül 36 V DC.Marx generátor alapú, MOSFET-eket használó nagyfeszültségű rendszer Ez a rendszer egy 555-ös időzítőt használ stabil üzemmódban, amely az órajel impulzusokat szolgáltatja a párhuzamos kondenzátorok töltéséhez, és a kondenzátorok sorba vannak kapcsolva a kikapcsolási idő alatt MOSFET-kapcsolókon keresztül; és így az áramkör feszültségesése miatt a bemeneti feszültség körülbelül háromszorosát fejleszti, de valamivel kevesebbet, a pontos 36 V helyett. A kimeneti feszültség a multiméter segítségével mérhető. A BLDC motor EEPROM alapú előre beállított fordulatszám-szabályozásaA BLDC motor fordulatszám-szabályozása nagyon fontos az iparágakban, mivel számos alkalmazásnál fontos, mint például fúró-, fonó- és felvonórendszerek. Ezt a projektet a BLDC motor fordulatszámának szabályozására fejlesztették ki a munkaciklus változtatásával.A BLDC motor EEPROM alapú előre beállított sebességszabályozása Ennek a projektnek az a fő célja, hogy egy BLDC motort egy meghatározott sebességgel, előre meghatározott feszültséggel működtessen. Emiatt a motor működőképes állapotban marad, vagy újraindul, hogy az EEPROM-ból tárolt adatok felhasználásával ugyanazon a sebességen működjön, mint korábban. Az egyenáramú motor fordulatszám-szabályozása a munkaciklusok (PWM impulzusok) mikrokontrollerről történő változtatásával érhető el. A program. A mikrokontroller megkapja az EEPROM-ban tárolt munkaciklusok százalékos arányát a beépített kapcsolóparancsokból, és a kívánt kimenetet szolgáltatja a meghajtó IC átkapcsolásához az egyenáramú motor fordulatszámának szabályozása érdekében. Ha az áramellátás megszakad, az EEPROM megőrzi ezeket az információkat, hogy a motor ugyanolyan sebességgel működjön, mint korábban, amíg a tápegység rendelkezésre állt. LDR alapú energiatakarékos intenzitásvezérelt utcai világításhoz A jelenlegi rendszerben többnyire az autópályák felvillanása High Intensity Discharge lámpákon (HID) keresztül történik, amelyek energiafogyasztása magas, és nincs olyan speciális mechanizmus, amely esténként felkapcsolná a Highway lámpát, majd reggel kikapcsolná.LDR alapú energiatakarékos vezérlésű intenzitású utcai világításhoz. Erőssége nem szabályozható a követelményeknek megfelelően, ezért át kell váltani egy alternatív világítási rendszerre, azaz LED-ek használatára. Ez a rendszer a HID lámpák mai hátrányának leküzdésére készült. Ez a rendszer bemutatja a LED-ek (light emitting diódák) fényforrásként való használatát és igény szerint változtatható intenzitásszabályozását. A LED-ek kevesebb energiát fogyasztanak és élettartamuk is hosszabb, mint a hagyományos HID lámpáké. A legfontosabb és legérdekesebb tulajdonsága a csúcsidőn kívüli időszakban igény szerint szabályozható intenzitása, ami HID lámpákban nem kivitelezhető. A fény érzékelésére egy LDR (Light Dependent Resistance) fényérzékelő eszközt használnak. Ellenállása drasztikusan csökken a nappali fény függvényében, amely bemeneti jelként jelenik meg a vezérlő felé. LED-csoportot használnak utcai világítás kialakítására. A mikrokontroller programozható utasításokat tartalmaz, amelyek a generált PWM (impulzusszélesség-moduláció) jelek alapján szabályozzák a fények intenzitását. A fény intenzitását csúcsidőben magas szinten tartják, és mivel késő éjszakánként csökken a forgalom az utakon; az intenzitás is fokozatosan csökken reggelig. Végül reggel 6 órakor teljesen lekapcsolják a lámpákat, hogy este 6-kor újra bekapcsolódjanak. A folyamat tehát megismétlődik.SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation)A Space Vector PWM egy kifinomult technika a váltakozó áramú motorok vezérlésére olyan alapvető szinuszhullám generálásával, amely tiszta feszültséget biztosít a motornak kisebb összharmonikus torzítás mellett. Ez a módszer felülmúlja a régi SPWM technikát egy olyan váltakozó áramú motor vezérlésére, amely a PWM kapcsolási jellemzőinek aszimmetrikus jellege miatt nagy harmonikus torzítással rendelkezik.SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation) Ebben a rendszerben az egyfázisú váltakozó áramból állítják elő az egyenáramú tápellátást egyenirányítás után, majd 3 számú MOSFET-tel táplálják a 6 fázisú inverterre. Minden fázishoz egy pár MOSFETare-t használnak, és ezért három pár MOSFET-et kapcsolnak bizonyos időközönként, hogy háromfázisú táplálást állítsanak elő a motor fordulatszámának szabályozására. Ez az áramkör fényjelzést ad a vezérlőáramkörben fellépő hibákról is. Kérjük, tekintse meg ezt a hivatkozást, ha többet szeretne megtudni a MOSFET MCQ-król, ezért ez a MOSFET alkalmazások típusairól szól. Végül arra a következtetésre jutunk, hogy a MOSFET magas feszültséget igényel, míg a tranzisztor alacsony feszültséget igényel. feszültség és áram. A BJT-hez képest a MOSFET vezetési követelményei sokkal jobbak. Továbbá, ha bármilyen kérdése van ezzel a cikkel kapcsolatban, megjegyzést fűzhet hozzánk az alábbi megjegyzés rovatban.

Hagyjon üzenetet 

Üzenetlista