Mosfet - đó là những gì? đặc điểm cấu trúc và công nghệ

Trong bài viết này bạn sẽ tìm hiểu về yếu tố này là MOSFET. Đó là, những gì thuộc tính, được sử dụng trong thiết bị điện tử hiện đại, sẽ được thảo luận dưới đây. Bạn có thể tìm thấy hai loại bóng bán dẫn điện - MOSFET và IGBT. Chúng được sử dụng trong xung chuyển đổi công suất cao - biến tần, nguồn cung cấp điện. Nên xem xét tất cả các tính năng của các yếu tố này.

thông tin cơ bản

Cần lưu ý rằng IGBT và MOSFET transistor thể cung cấp cho một sức mạnh rất cao để tải. Trong tất cả các thiết bị này dường như là rất nhỏ trong kích thước. Hiệu quả vượt bóng bán dẫn có giá trị của 95%. Trong MOSFET và IGBT có một điểm chung - họ có cửa chớp bị cô lập, hệ quả - liên quan đến các thông số kiểm soát. hệ số nhiệt độ tiêu cực của những thiết bị này cho phép các transistor như vậy là khả năng chống ngắn mạch. Cho đến nay, mosfety với giá trị thời gian quá tải bình thường được tạo ra bởi hầu hết các công ty.

Trình điều khiển cho quản lý

Vì không có hiện tại trong mạch điều khiển, trong một chế độ tĩnh, bạn có thể không sử dụng các chương trình chuẩn. Nó có ý nghĩa hơn để sử dụng một trình điều khiển đặc biệt - một mạch tích hợp. Nhiều công ty sản xuất thiết bị cho phép bạn quản lý các bóng bán dẫn điện duy nhất, cũng như cầu và một nửa dặm (ba pha và hai pha). Họ có thể thực hiện một loạt các chức năng hỗ trợ - để bảo vệ chống quá dòng hoặc ngắn mạch, cũng như sự sụt giảm điện áp lớn trong các mạch điều khiển MOSFET. Những loại mạch sẽ được thảo luận chi tiết hơn dưới đây. Cần lưu ý rằng sự sụt giảm điện áp trên mạch điều khiển bóng bán dẫn điện - đây là một hiện tượng rất nguy hiểm. mosfety mạnh mẽ có thể chuyển sang chế độ hoạt động khác (tuyến tính), do đó sẽ thất bại. Tinh transistor quá nóng và đốt cháy ra ngoài.

chế độ lỗi

trình điều khiển chức năng nhà helper - đó là bảo vệ quá dòng. Nó là cần thiết để xem xét kỹ lưỡng các bóng bán dẫn điện để làm việc trong một trong các phương thức - ngắn mạch. Quá dòng có thể xảy ra cho bất cứ lý do, nhưng phổ biến nhất - mạch của tải hoặc trên cơ thể. Do đó, bạn nên thực hiện đúng mosfetami quản lý.

Quá tải xảy ra do một số tính năng của mạch. xảy ra có thể xảy ra thoáng qua hoặc ngược lại phục hồi hiện tại của một diode bán dẫn transistor vai. Loại bỏ tình trạng quá tải như vậy xảy ra phương pháp thiết kế mạch. Đã qua sử dụng chuỗi hình thành đường dẫn (snubbers), thực hiện trong mạch điều khiển cửa lựa chọn điện trở được phân lập từ điện áp cao và lốp xe hiện nay.

Khi transistor bật khi một lỗi xảy ra trong tải

Khi một lỗi xảy ra trong tải, dòng điện trong mạch thu được giới hạn trong một điện áp tại cửa thành, và đặc transconductance của transistor. Các mạch cung cấp do đó có một năng lực nhất định, vì vậy điện trở nội của nguồn chính nó không thể gây ảnh hưởng của nó trên dòng ngắn mạch. Khi công tắc xảy ra, với tư cách hiện tại transistor dần dần bắt đầu xảy ra bởi vì có cảm ký sinh trong mạch thu. Thực tế này là lý do rằng có một sự sụt giảm điện áp.

dương tính giả

Sau khi quá trình chuyển đổi kết thúc, với bóng bán dẫn điện được áp dụng đầy đủ điện áp. Điều này sẽ dẫn đến một thực tế rằng hầu hết các điện sẽ được tiêu tan trong tinh thể bán dẫn. Có thể kết luận rằng chế độ ngắn mạch chắc chắn sẽ bị gián đoạn sau khi một thời gian nhất định. Nó phải là đủ để loại bỏ các báo động sai. Thông thường, thời gian nằm trong khoảng 1 ... 10 micro giây. đặc transistor phải như để chịu được tình trạng quá tải một cách dễ dàng.

Tải ngắn mạch khi transistor

Tương tự như trường hợp nêu trên, hiện nay được giới hạn bởi các đặc tính của transistor. Nó phát triển với một tốc độ được xác định bởi điện cảm (ký sinh). Trước đó hiện tại đạt đến một giá trị trạng thái ổn định liên tục, điện áp thu sẽ tăng lên. Điện áp cổng được tăng lên do hiệu ứng Miller.

Các hiện tại tăng thu, và nó rất có thể vượt quá giá trị trạng thái ổn định. Đó là chế độ này được cung cấp không chỉ có vậy MOSFET kênh tắt, mà còn là khả năng giới hạn điện áp.

Điện áp đặt vào cổng của transistor phụ thuộc trực tiếp dòng ngắn mạch. Nhưng với sự sụt giảm trong cổng điện áp của phần tử bán dẫn là khá bức tranh thú vị. Điện áp bão hòa được tăng lên và kết quả là, tổn thất dẫn đang tăng lên. Tính ổn định của transistor ngắn mạch liên quan chặt chẽ đến độ dốc của đặc điểm của nó.

RS và yếu tố khuếch đại hiện nay

Các KU cao tại mosfetov hiện nay, thấp hơn độ bão hòa điện áp. Họ cũng có thể chịu được tình trạng quá tải thời gian ngắn. Mặt khác, chất bán dẫn, đó là khả năng chống ngắn mạch có một điện áp bão hòa rất cao. Thiệt hại cũng có rất có ý nghĩa.

Lớn hơn giá trị tối đa của mạch ngắn hiện có tiên phong MOSFET hơn transistor lưỡng cực đơn giản. Thông thường, nó là mười lần so với giá trị hiện tại trên danh nghĩa (với điều kiện điện áp cổng là cho phép). Hầu hết các nhà sản xuất (châu Âu và châu Á) tạo ra transistor có thể chịu được tải trọng như vậy, và không bị hỏng.

bảo vệ người lái khỏi tình trạng quá tải phía cao

Có nhiều phương pháp khác nhau cho các yếu tố đi quá tải. Với sự giúp đỡ của trình điều khiển từ các nhà sản xuất khác nhau có thể thực hiện bất kỳ chức năng bảo vệ, cách hiệu quả nhất. Nếu tình trạng quá tải là cần thiết để giảm điện áp cổng. Trong trường hợp này, việc công nhận các trường hợp khẩn cấp thời gian hoạt động tăng.

Điều này dẫn đến loại bỏ kích hoạt các mạch bảo vệ sai. Dưới đây là làm thế nào để kiểm tra MOSFET: cố gắng thay đổi điện dung của tụ điện. Nếu bạn thay đổi thời gian phản ứng để hiện tượng đoản mạch, toàn bộ mạch đang làm việc đúng cách. Mạch sử dụng một số yếu tố có trách nhiệm nhất định. Ví dụ, cùng với một người lái xe, "ERR" cho phép bạn xác định các phân tích tình trạng quá tải thời gian tụ điện.

phẫu thuật khẩn cấp

khoảng thời gian này được thực hiện liên tục mạch chuyển đổi hiện nay ở các mạch thu. Điều này cho phép giảm điện áp trên cổng của phần tử bán dẫn. Trong trường hợp đó, nếu không có sự chấm dứt của tình trạng quá tải, transistor được tắt sau 10 ms. Bảo vệ bị vô hiệu hóa sau sẽ bị xoá khỏi tín hiệu đầu vào. Với mạch bảo vệ cò làm điều này.

Khi nó được áp dụng, nó là cần thiết phải chú ý đến chiều dài của thời gian mà qua đó các transistor đóng lặp lại MOSFET. Những loại chuyển đổi trên và các tính năng là gì? Lưu ý rằng thời gian này phải lớn hơn thời gian cố định nhiệt (thời gian) của chip bán dẫn trên đó một transistor được sản xuất.

Nhược điểm của mạch

Trong mạch điện trở được sử dụng có công suất cao, nhưng họ có một cảm rất cao (ký sinh, do việc sử dụng các vật liệu nhất định và công nghệ). Và đối với những chức năng hoàn hảo của đề án là cần thiết mà các container đã được gần bằng không. Điện trở sử dụng để đo xung hiện nay phải đáp ứng các điều kiện nêu trên. Ngày đầu của điện trở đang mất đi sức mạnh to lớn. Và nó ảnh hưởng đến hiệu quả của toàn bộ mạch điều khiển phía cao.

Nhưng có những mạch chuyển mạch, làm giảm tổn thất điện năng. bão hòa điện áp trong trường hợp bất kỳ phụ thuộc vào các nhà sưu tập hiện tại. Mosfet (nghĩa là, thảo luận trong bài viết) cho thấy mối quan hệ này, có thể nói thẳng do thực tế rằng từ transistor cống hiện tại không phụ thuộc vào kháng kênh (đang hoạt động). Nhưng transistor IGBT mạnh mẽ mối quan hệ này là không tuyến tính, nhưng bạn có thể dễ dàng lựa chọn điện áp tương ứng với yêu cầu bảo vệ hiện hành.

điều khiển cầu ba pha

Trong chương trình như áp dụng đối với một điện trở đo giá trị hiện tại. bảo vệ hiện hành được xác định bằng phương tiện của một bộ chia điện áp. phổ biến rộng rãi nhận IR2130 lái xe, trong đó cung cấp một hoạt động mạch ổn định ở mức điện áp lên đến 600 volt. Các mạch bao gồm một loại transistor hiệu ứng trường mà cống được mở ra (nó phục vụ để chỉ ra sự hiện diện của lỗi). Mosfet gắn trên bảng bằng jumper cứng nhắc trong sự cô lập về chất lượng đối với những lý do này. Nó bao gồm một bộ khuếch đại mà tạo ra một số tín hiệu tham chiếu và phản hồi. Với sự điều khiển được hình thành bởi một thời gian trì hoãn giữa các bóng bán dẫn chuyển đổi của vai thấp hơn và trên để ngăn chặn sự xuất hiện của một đường hiện tại.

Nói chung, tùy thuộc vào thời gian điều chỉnh là 0,2 ms ... 2. Người tài xế IR2130 được sử dụng để thực hiện các chương trình bảo vệ, không có chức năng để hạn chế tối đa giá trị của điện áp cổng tại thời điểm ngắn mạch. Trong giai đoạn phát triển mạch cánh tay phải nhớ rằng việc đóng cửa của cây cầu xảy ra sau khi 1 ms sau khi bắt đầu hiện tượng đoản mạch. Do đó, hiện nay (đặc biệt là sự hiện diện của một tải đang hoạt động) lớn hơn giá trị đã được tính toán. Để thiết lập lại chế độ bảo vệ và trở lại làm việc, nó sẽ tạo ra sức mạnh ngoài khơi lái xe hoặc nộp điện áp đầu vào chặn nó.

trình điều khiển thấp-side

Để sản xuất transistor MOSFET kiểm soát của cánh tay thấp hơn, có những công ty chip chất lượng cao Motorola, ví dụ, MS33153. Trình điều khiển này là đặc biệt, vì nó có thể được sử dụng thành công cho hai loại bảo vệ (điện áp và hiện tại). Ngoài ra còn có một tính năng mà tách hai chế độ - quá tải và ngắn mạch. Nó có thể cung cấp một điện áp (điều khiển âm). Này rất hữu ích đối với trường hợp nó là cần thiết để làm cho module điều khiển với công suất cao và phụ trách cửa đủ cao. chế độ bảo vệ IGBT bị vô hiệu hóa (đây là chất tương tự gần nhất mosfetov) sau khi cung cấp điện điện áp giảm xuống dưới 11 volt.