Дали знаете за колата MOSFET?

MOSFET-колата најчесто се користат во електрониката, а MOSFET е кратенка од Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor. Дизајнот и примената на MOSFET кола покриваат широк опсег на полиња. Подолу е детална анализа на кола MOSFET:

 

I. Основна структура и принцип на работа на MOSFET

 

1. Основна структура

MOSFET-овите се состојат главно од три електроди: портата (G), изворот (S) и одводот (D), заедно со изолациониот слој од метал оксид. Врз основа на типот на проводен канал, MOSFET се класифицираат на типови N-канални и P-канални типови. Според контролниот ефект на напонот на портата на проводниот канал, тие исто така можат да се поделат на режим на подобрување и режим на исцрпување MOSFET.

 

2. Работен принцип

Принципот на работа на MOSFET се заснова на ефектот на електричното поле за контрола на спроводливоста на полупроводничкиот материјал. Кога напонот на портата се менува, тој ја менува распределбата на полнежот на полупроводничката површина под портата, која ја контролира ширината на проводниот канал помеѓу изворот и одводот, со што се регулира струјата на одводот. Поточно, кога напонот на портата надминува одреден праг, на површината на полупроводникот се формира проводен канал, што овозможува спроводливост помеѓу изворот и одводот. Спротивно на тоа, ако каналот исчезне, изворот и одводот се отсечени.

 

II. Примени на MOSFET кола

 

1. Кола за засилувач

MOSFET може да се користат како засилувачи со прилагодување на напонот на портата за да се контролира засилувањето на струјата. Тие се користат во аудио, радиофреквенција и други кола за засилувачи за да обезбедат низок шум, мала потрошувачка на енергија и засилување со голема добивка.

 

2. Преклопни кола

МОСФЕТ-овите се широко користени како прекинувачи во дигитални кола, управување со енергија и двигатели на мотори. Со контролирање на напонот на портата, лесно може да се вклучи или исклучи колото. Како преклопни елементи, MOSFET-овите имаат предности како што се голема брзина на префрлување, мала потрошувачка на енергија и едноставни кола за возење.

 

3. Аналогни прекинувачки кола

Во аналогните кола, MOSFET може да функционираат и како аналогни прекинувачи. Со прилагодување на напонот на портата, тие можат да ја контролираат состојбата на вклучување/исклучување, овозможувајќи префрлување и избирање аналогни сигнали. Овој тип на апликација е вообичаен при обработка на сигнали и прибирање податоци.

 

4. Логички кола

МОСФЕТ-овите се исто така широко користени во дигиталните логички кола, како што се логичките порти (И, ИЛИ портите, итн.) и мемориските единици. Со комбинирање на повеќе MOSFET, може да се создадат сложени системи за дигитално логичко коло.

 

5. Кола за управување со енергија

Во кола за управување со енергија, MOSFET може да се користат за префрлување на енергија, избор на моќност и регулација на моќноста. Со контролирање на состојбата на вклучување/исклучување на MOSFET, може да се постигне ефективно управување и контрола на напојувањето.

 

6. DC-DC конвертори

MOSFET се користат во DC-DC конвертори за конверзија на енергија и регулација на напон. Со прилагодување на параметрите како работниот циклус и фреквенцијата на префрлување, може да се постигне ефикасна конверзија на напонот и стабилен излез.

 

III. Клучни размислувања за дизајн за MOSFET кола

 

1. Контрола на напон на портата

Напонот на портата е клучен параметар за контролирање на спроводливоста на MOSFET. При дизајнирање кола, од клучно значење е да се обезбеди стабилност и точност на напонот на портата за да се избегне деградација на перформансите или дефект на колото поради флуктуации на напонот.

 

2. Ограничување на струјата на испуштање

MOSFET-овите генерираат одредена количина на одводна струја за време на работата. За да се заштити MOSFET-от и да се подобри ефикасноста на колото, од суштинско значење е да се ограничи струјата на одводот со соодветно дизајнирање на колото. Ова може да се постигне со избирање на вистинскиот MOSFET модел, поставување на соодветни напони на портата и користење на соодветни отпори на оптоварување.

 

3. Стабилност на температурата

Температурата значително влијае на перформансите на MOSFET. Дизајните на кола треба да ги земат предвид температурните влијанија врз перформансите на MOSFET и треба да се преземат мерки за подобрување на температурната стабилност, како што е изборот на модели на MOSFET со добра толеранција на температурата и користење методи за ладење.

 

4. Изолација и заштита

Во сложените кола, потребни се мерки за изолација за да се спречат пречки помеѓу различни делови. За да се заштити MOSFET од оштетување, треба да се имплементираат и заштитни кола како заштита од прекумерна струја и пренапон.

 

Како заклучок, MOSFET кола се суштински дел од апликациите на електронските кола. Правилниот дизајн и примена на MOSFET кола може да исполни различни функции на кола и да исполни различни барања за апликација.