எச்-பிரிட்ஜ் பயன்பாடுகளில் பி-சேனல் மோஸ்ஃபெட்

எச்-பிரிட்ஜ் சுற்றுவட்டத்தில் பி-சேனல் மோஸ்ஃபெட்களை செயல்படுத்துவது எளிதானது மற்றும் கவர்ந்திழுக்கும் என்று தோன்றலாம், இருப்பினும் உகந்த பதிலை அடைவதற்கு சில கடுமையான கணக்கீடுகள் மற்றும் அளவுருக்கள் தேவைப்படலாம்.

பி-சேனல் MOSFET கள் வழக்கமாக சுமை ஆன் / ஆஃப் மாறுவதற்கு செயல்படுத்தப்படுகின்றன. குறைந்த-மின்னழுத்த இயக்கிகள் (எச்-பிரிட்ஜ் நெட்வொர்க்குகள்) மற்றும் தனிமைப்படுத்தப்படாத பாயிண்ட் ஆஃப் லோட்ஸ் (பக் கன்வெர்ட்டர்ஸ்) போன்ற பயன்பாடுகளுக்கும், பயன்பாடுகளிலும் பி-சேனல் விருப்பங்களை எளிதில் பயன்படுத்த எளிதானது இடம் ஒரு முக்கியமான வரம்பு.

பி-சேனல் மோஸ்ஃபெட்டின் முக்கிய நன்மை உயர் பக்க சுவிட்ச் நிலையைச் சுற்றியுள்ள பொருளாதார கேட் ஓட்டுநர் உத்தி மற்றும் பொதுவாக கணினியை மிகவும் செலவு குறைந்ததாக மாற்ற உதவுகிறது.

இந்த கட்டுரையில் பி-சேனல் MOSFET களை எச்-பிரிட்ஜ் பயன்பாடுகளுக்கான உயர் பக்க சுவிட்சாக பயன்படுத்துவதை ஆராய்வோம்

பி-சேனல் மற்றும் என்-சேனல் நன்மை தீமைகள்

எப்பொழுது உயர் பக்க சுவிட்ச் பயன்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படுகிறது ஒரு N- சேனல் MOSFET இன் மூல மின்னழுத்தம் தரையைப் பொறுத்தவரை அதிகரித்த ஆற்றலில் இருக்கும்.

எனவே, இங்கே ஒரு N- சேனல் MOSFET ஐ இயக்குவதற்கு பூட்ஸ்ட்ராப்பிங் சர்க்யூட் போன்ற ஒரு சுயாதீன கேட் டிரைவர் அல்லது துடிப்பு மின்மாற்றி நிலை சம்பந்தப்பட்ட ஒரு ஏற்பாடு தேவைப்படுகிறது.

இந்த இயக்கிகள் ஒரு தனி சக்தி மூலத்தைக் கோருகின்றன, அதே நேரத்தில் மின்மாற்றி சுமை பொருந்தாத சூழ்நிலைகளில் செல்லலாம்.

மறுபுறம், இது பி-சேனல் MOSFET இன் நிலைமை அல்ல. சாதாரண நிலை ஷிஃப்ட்டர் சுற்று (மின்னழுத்த நிலை மாற்றி) ஐப் பயன்படுத்தி பி-சேனல் உயர் பக்க சுவிட்சை எளிதாக இயக்கலாம். இதை அடைவது சுற்றுவட்டத்தை ஒழுங்குபடுத்துகிறது மற்றும் அனைத்து சுற்று செலவுகளையும் திறம்பட குறைக்கிறது.

இதைச் சொல்லி, இங்கே கவனத்தில் கொள்ள வேண்டிய விஷயம் என்னவென்றால், ஒரே மாதிரியான R ஐ அடைவது மிகவும் கடினமாக இருக்கலாம்_{டி.எஸ் (ஆன்)}ஒத்த சில்லு பரிமாணத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு N- சேனலுக்கு மாறாக P- சேனல் MOSFET க்கான செயல்திறன்.

ஒரு N- சேனலில் கேரியர்களின் ஓட்டம் பி-சேனலை விட 2 முதல் 3 மடங்கு அதிகமாக இருப்பதால், அதே R க்கு_{டி.எஸ் (ஆன்)}பி-சேனல் சாதனம் அதன் என்-சேனல் எண்ணை விட 2 முதல் 3 மடங்கு பெரியதாக இருக்க வேண்டும்.

பெரிய தொகுப்பு அளவு, பி-சேனல் சாதனத்தின் வெப்ப சகிப்புத்தன்மை குறைவதோடு அதன் தற்போதைய விவரக்குறிப்புகளையும் அதிகரிக்கிறது. அதிகரித்த வழக்கு அளவு காரணமாக விகிதாசார ரீதியாக அதன் மாறும் செயல்திறனையும் இது பாதிக்கிறது.

ஆகையால், கடத்தல் இழப்புகள் அதிகமாக இருக்கும் குறைந்த அதிர்வெண் பயன்பாட்டில், பி-சேனல் MOSFET க்கு R இருக்க வேண்டும்_{டி.எஸ் (ஆன்)}ஒரு N- சேனலுடன் தொடர்புடையது. அத்தகைய சூழ்நிலையில், பி-சேனல் MOSFET உள் பகுதி N- சேனலை விட பெரியதாக இருக்கும்.

மேலும், மாறுதல் இழப்புகள் பொதுவாக அதிகமாக இருக்கும் அதிக அதிர்வெண் பயன்பாடுகளில், ஒரு பி-சேனல் MOSFET ஒரு N- சேனலுடன் ஒப்பிடக்கூடிய கேட் கட்டணங்களின் மதிப்பைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.

இது போன்ற சந்தர்ப்பங்களில், ஒரு பி-சேனல் MOSFET அளவு N- சேனலுடன் இணையாக இருக்கக்கூடும், ஆனால் N- சேனல் மாற்றோடு ஒப்பிடும்போது தற்போதைய விவரக்குறிப்பைக் குறைக்கும்.

எனவே, சரியான R ஐ கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதன் மூலம் ஒரு சிறந்த P- சேனல் MOSFET ஐ எச்சரிக்கையுடன் எடுக்க வேண்டும்_{டி.எஸ் (ஆன்)}மற்றும் கேட் சார்ஜ் விவரக்குறிப்புகள்.

ஒரு பயன்பாட்டிற்கான பி-சேனல் MOSFET ஐ எவ்வாறு தேர்ந்தெடுப்பது

பி-சேனல் MOSFET ஐ திறம்பட பயன்படுத்தக்கூடிய ஏராளமான மாறுதல் பயன்பாடுகள் உள்ளன, எடுத்துக்காட்டாக குறைந்த-மின்னழுத்த இயக்கிகள் மற்றும் தனிமைப்படுத்தப்படாத புள்ளி சுமைகள்.

இந்த வகை பயன்பாடுகளில், MOSFET தேர்வை நிர்வகிக்கும் முக்கியமான வழிகாட்டுதல்கள் பொதுவாக சாதனம் ஆன்-எதிர்ப்பு (ஆர்_{டி.எஸ் (ஆன்)}) மற்றும் கேட் கட்டணம் (கே_ஜி). இந்த மாறிகள் ஏதேனும் பயன்பாட்டில் மாறுதல் அதிர்வெண்ணின் அடிப்படையில் அதிக முக்கியத்துவம் பெறுகின்றன.

முழு-பாலம் அல்லது பி 6-பிரிட்ஜ் (3-கட்ட பாலம்) உள்ளமைவு போன்ற குறைந்த-மின்னழுத்த இயக்கி நெட்வொர்க்குகளில் விண்ணப்பிக்க N- சேனல் MOSFET கள் பொதுவாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன மோட்டார் (சுமை) மற்றும் ஒரு DC விநியோகத்துடன்.

என்-சேனல் சாதனங்களால் வழங்கப்பட்ட நேர்மறையான அம்சங்களுக்கான சமரச காரணி கேட் டிரைவர் வடிவமைப்பில் அதிக சிக்கலானது.

என்-சேனல் உயர் பக்க சுவிட்சின் கேட் டிரைவர் ஒரு கோருகிறது பூட்ஸ்ட்ராப் சுற்று இது மோட்டார் மின்னழுத்த விநியோக ரயிலை விட அதிகமான கேட் மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது, அல்லது அதை மாற்றுவதற்கு ஒரு சுயாதீன மின்சாரம். அதிகரித்த வடிவமைப்பு சிக்கலானது பொதுவாக அதிக வடிவமைப்பு வேலை மற்றும் அதிக சட்டசபை பகுதிக்கு வழிவகுக்கிறது.

நிரப்பு P மற்றும் N சேனல் MOSFET களைப் பயன்படுத்தி வடிவமைக்கப்பட்ட சுற்றுக்கும் 4 N- சேனல் MOSFET களுடன் மட்டுமே சுற்றுக்கும் உள்ள வித்தியாசத்தை கீழே உள்ள படம் நிரூபிக்கிறது.

4 N- சேனல் MOSFETS ஐ மட்டுமே பயன்படுத்துகிறது

இந்த ஏற்பாட்டில், உயர்-பக்க சுவிட்ச் பி-சேனல் MOSFET உடன் கட்டப்பட்டிருந்தால், இயக்கி வடிவமைப்பு அமைப்பை பெரிதும் எளிதாக்குகிறது., கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி:

பி மற்றும் என்-சேனல் MOSFET களைப் பயன்படுத்துதல்

பூட்ஸ்ட்ராப் செய்யப்பட்ட தேவை சார்ஜ் பம்ப் உயர் பக்க சுவிட்சை மாற்றுவதற்காக நீக்கப்படும். இங்கே இதை நேரடியாக உள்ளீட்டு சமிக்ஞை மூலமாகவும், நிலை மாற்றி (3V முதல் 5V மாற்றி, அல்லது 5V முதல் 12V மாற்றி நிலை) மூலமாகவும் இயக்க முடியும்.

பயன்பாடுகளை மாற்ற பி-சேனல் MOSFET களைத் தேர்ந்தெடுப்பது

பொதுவாக குறைந்த மின்னழுத்த இயக்கி அமைப்புகள் 10 முதல் 50 கிஹெர்ட்ஸ் வரம்பில் மாறுதல் அதிர்வெண்களுடன் செயல்படுகின்றன.

இந்த வரம்புகளில், மோட்டரின் தற்போதைய தற்போதைய விவரக்குறிப்புகள் காரணமாக, கிட்டத்தட்ட அனைத்து MOSFET சக்தி சிதறல் கடத்தல் இழப்புகளின் மூலமாகவும் நிகழ்கிறது.

எனவே, அத்தகைய நெட்வொர்க்குகளில் பொருத்தமான ஆர் உடன் பி-சேனல் மோஸ்ஃபெட்_{டி.எஸ் (ஆன்)}உகந்த செயல்திறனை அடைய தேர்வு செய்யப்பட வேண்டும்.

12 வி பேட்டரியுடன் இயக்கப்படும் 30W குறைந்த-மின்னழுத்த இயக்ககத்தின் விளக்கத்தைப் பற்றி சிந்திப்பதன் மூலம் இதைப் புரிந்து கொள்ள முடியும்.

ஒரு உயர் பக்க பி-சேனல் மோஸ்ஃபெட்டுக்கு நம்மிடம் இரண்டு விருப்பங்கள் இருக்கலாம் - ஒன்று சமமான ஆர்_{டி.எஸ் (ஆன்)}குறைந்த பக்க என்-சேனலுடன் ஒப்பிடத்தக்கது, மற்றொன்று ஒப்பிடக்கூடிய கேட் கட்டணங்களைக் கொண்டுள்ளது.

ஒப்பிடக்கூடிய ஆர் கொண்ட முழு-பாலம் குறைந்த-மின்னழுத்த இயக்ககத்திற்கு பொருந்தக்கூடிய கூறுகளை கீழே உள்ள பின்வரும் அட்டவணை காட்டுகிறது_{டி.எஸ் (ஆன்)}மற்றும் குறைந்த பக்கத்தில் உள்ள N- சேனல் MOSFET இன் ஒத்த கேட் கட்டணங்களுடன்.

குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டில் உள்ள MOSFET இழப்புகளை சித்தரிக்கும் மேலே உள்ள அட்டவணை, பின்வரும் மின் விளக்கப்படத்தில் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளபடி ஒட்டுமொத்த மின் இழப்புகள் கடத்தல் இழப்புகளால் நிர்வகிக்கப்படுகின்றன என்பதை வெளிப்படுத்துகிறது.

கூடுதலாக, பி-சேனல் மோஸ்ஃபெட் என்-சேனலுடன் ஒப்பிடக்கூடிய கேட் கட்டணங்களைக் கொண்டிருக்க விரும்பினால், மாறுதல் இழப்புகள் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும், ஆனால் கடத்தல் இழப்புகள் அதிகமாக இருக்கலாம்.

ஆகையால், குறைந்த அதிர்வெண்களைக் கொண்ட குறைந்த மாறுதல் பயன்பாடுகளுக்கு உயர் பக்க பி-சேனல் MOSFET ஒரு ஒப்பிடக்கூடிய R ஐக் கொண்டிருக்க வேண்டும் _{டி.எஸ் (ஆன்)} குறைந்த பக்க N- சேனலைப் போன்றது.

தனிமைப்படுத்தப்படாத புள்ளி சுமைகள் (பிஓஎல்)

தனிமைப்படுத்தப்படாத பாயிண்ட் ஆஃப் லோட்ஸ் என்பது ஒரு மாற்றி இடவியல் ஆகும், இது பக் மாற்றிகள் போன்றவை வெளியீடு உள்ளீட்டிலிருந்து தனிமைப்படுத்தப்படாது, இது போலல்லாமல் ஃப்ளைபேக் வடிவமைப்புகள் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டு நிலைகள் முற்றிலும் தனிமைப்படுத்தப்படுகின்றன.

10W ஐ விட வெளியீட்டு சக்தியைக் கொண்ட குறைந்த சக்தி இல்லாத தனிமைப்படுத்தப்பட்ட புள்ளி சுமைகளுக்கு, மிகப்பெரிய வடிவமைப்பு சிக்கல்களில் ஒன்றாகும். திருப்திகரமான செயல்திறனைப் பாதுகாக்கும் போது அளவிடுதல் குறைந்தபட்சமாக இருக்க வேண்டும்.

மாற்றி அளவைக் குறைப்பதற்கான ஒரு பிரபலமான வழி, என்-சேனல் மோஸ்ஃபெட்டை உயர் பக்க இயக்கியாகப் பயன்படுத்துவதும், இயக்க அதிர்வெண்ணை கணிசமாக உயர்ந்த நிலைக்கு அதிகரிப்பதும் ஆகும். வேகமான மாறுதல் மிகவும் அளவிடப்பட்ட-தூண்டல் அளவைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது.

இந்த வகை சுற்றுகளில் ஒத்திசைவான திருத்தத்திற்காக ஷாட்கி டையோட்கள் பெரும்பாலும் செயல்படுத்தப்படுகின்றன, இருப்பினும் MOSFET கள் அதற்கு பதிலாக ஒரு சிறந்த வழி, ஏனெனில் MOSFET களுக்கான மின்னழுத்த வீழ்ச்சி பொதுவாக ஒரு டையோடு விட கணிசமாகக் குறைவாக இருக்கும்.

மற்றொரு விண்வெளி சேமிப்பு அணுகுமுறை உயர் பக்க N- சேனல் MOSFET ஐ P- சேனலுடன் மாற்றுவதாகும்.

பி-சேனல் முறை நுழைவாயிலை ஓட்ட சிக்கலான துணை சுற்றுகளில் இருந்து விடுபடுகிறது, இது உயர் பக்கத்தில் ஒரு என்-சேனல் மோஸ்ஃபெட்டுக்கு அவசியமாகிறது.

கீழேயுள்ள வரைபடம் பி-சேனல் மோஸ்ஃபெட் உயர் பக்கத்தில் செயல்படுத்தப்பட்ட பக் மாற்றியின் அடிப்படை வடிவமைப்பை நிரூபிக்கிறது.

பொதுவாக தனிமைப்படுத்தப்படாத பாயிண்ட் ஆஃப் லோட் பயன்பாடுகளில் மாறுதல் அதிர்வெண்கள் 500 கி.ஹெர்ட்ஸ் அல்லது 2 மெகா ஹெர்ட்ஸ் வரை அதிகமாக இருக்கும்.

முந்தைய வடிவமைப்பு கருத்துக்களுக்கு முரணாக, அத்தகைய அதிர்வெண்களில் உள்ள முக்கிய இழப்பு மாறுதல் இழப்புகளாக மாறிவிடும்.

1 மெகா ஹெர்ட்ஸ் மாறுதல் அதிர்வெண்ணில் இயங்கும் 3 வாட் தனிமைப்படுத்தப்படாத பாயிண்ட் ஆஃப் லோட் பயன்பாட்டில் ஒரு மோஸ்ஃபெட்டிலிருந்து ஏற்பட்ட இழப்பைக் கீழே உள்ள படம் குறிக்கிறது.

ஆகவே இது ஒரு உயர் பக்க பயன்பாட்டிற்கு தேர்ந்தெடுக்கப்படும்போது பி-சேனலுக்கு குறிப்பிடப்பட வேண்டிய கேட் சார்ஜ் அளவைக் காட்டுகிறது, இது உயர் பக்க என்-சேனல் சாதனத்தைப் பொறுத்தவரை.

முடிவுரை

பி-சேனல் மோஸ்ஃபெட்டைப் பயன்படுத்துவது வடிவமைப்பாளர்களுக்கு குறைவான சிக்கலான, நம்பகமான மற்றும் மேம்பட்ட உள்ளமைவின் அடிப்படையில் நன்மைகளை அளிக்கிறது என்பதில் சந்தேகமில்லை.

கொடுக்கப்பட்ட பயன்பாட்டிற்கு, ஆர் இடையேயான சமரசம் என்று கூறப்பட்டது_{டி.எஸ் (ஆன்)}மற்றும் கே_ஜிபி-சேனல் MOSFET ஐத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது தீவிரமாக மதிப்பீடு செய்யப்பட வேண்டும். பி-சேனல் அதன் என்-சேனல் மாறுபாட்டைப் போலவே உகந்த செயல்திறனை வழங்க முடியும் என்பதை உறுதி செய்வதே இது.

உபயம்: இன்பினியன்