ฉันทำงานกับการปรับปรุง MOSFET มาเป็นเวลานาน แต่ฉันไม่เคยเห็นวงจรใด ๆ โดยใช้พร่อง - มอสเฟต

กรณีการใช้งานโดยทั่วไปของการสูญเสีย MOSFET คืออะไร

อันที่จริงพวกเขาไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่ยังมีเหตุผลบางอย่างที่จะใช้ได้

ในฐานะอุปกรณ์แยก:

เป็นแหล่งกระแสคงที่ง่าย

หากคุณใส่ตัวต้านทานระหว่างแหล่งที่มาและเกตคุณจะสร้างแหล่งกระแสคงที่:

หากกระแสเพิ่มขึ้นจะเพิ่มแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานและลดแรงดันเกตลงซึ่งจะทำให้มอสเฟตปิดลงเล็กน้อย หากกระแสไฟลดลงมอสเฟตจะเปิดขึ้นเล็กน้อย นี่จะเป็นการหาจุดสมดุลเสมอดังนั้นคุณจึงมีแหล่งกระแสที่มีส่วนประกอบเพียงสองตัวเท่านั้นซึ่งกระแสขึ้นอยู่กับตัวต้านทานและเกณฑ์เกตเท่านั้น (ไม่แม่นยำมากนัก)

เป็นส่วนหนึ่งของวงจรเริ่มต้นสำหรับอุปกรณ์ SMPS

อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ชิปควบคุมที่ด้านหลัก (220V หรือ 110V) ชิปต้องการแรงดันไฟฟ้าต่ำในการทำงาน (โดยปกติคือ 10V) และแรงดันไฟฟ้านี้สามารถให้ได้โดยขดลวดเสริมบนหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อให้มีประสิทธิภาพ (ถ้าคุณจ่ายไฟให้กับชิป จะสิ้นเปลืองพลังงานซึ่งมีนัยสำคัญเมื่อโหลดต่ำ) นี่เป็นเรื่องปกติ แต่เมื่อแหล่งจ่ายเริ่มขึ้นยังไม่มีแรงดันไฟฟ้าในขดลวดเสริมดังนั้นจึงไม่สามารถขับเคลื่อนคอนโทรลเลอร์ได้และจะไม่เริ่มทำงาน

ดังนั้นอย่างใดคุณจะต้องควบคุมพลังงานโดยการลดแรงดันไฟฟ้าสูงอย่างน้อยในช่วงเริ่มต้น แต่เมื่อมันเริ่มต้นขึ้นและตัวควบคุมสามารถขับเคลื่อนด้วยการไขลาน aux คุณต้องการตัดเส้นทางปัจจุบันซึ่งทำให้สิ้นเปลืองพลังงาน ถ้าคุณทำมันด้วย fet พร่องมันเป็นเรื่องง่ายมาก: โดยทั่วไปคุณเพียงแค่ต้องตั้งแหล่งที่มาของขาจ่ายของตัวควบคุมประตูกับพื้นของตัวควบคุมและท่อระบายกับแรงดันสูง (นี่คือ มุมมองที่เรียบง่าย):

วิธีนี้เมื่อตัวควบคุมไม่ทำงานกำลังไฟแรงสูงจะควบคุมตัวควบคุม (ไม่มีแรงดันไฟฟ้าที่เกต) และเมื่อตัวควบคุมถูกเปิดใช้งานเส้นทางแรงดันสูงจะถูกขัดจังหวะ (แรงดันลบที่เกต) วิธีอื่น ๆ ที่จะทำด้วยโหมดการเพิ่มประสิทธิภาพ fet จะมีประสิทธิภาพน้อยลง (ส่วนประกอบเพิ่มเติมซับซ้อนกว่าและสิ้นเปลืองพลังงานมากกว่า) นี่คือเหตุผลที่โหมดพร่องส่วนใหญ่มาตรฐานที่คุณพบคือชิ้นส่วนไฟฟ้าแรงสูง

เป็นองค์ประกอบการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน

แอปพลิเคชั่นนี้ จำกัด การป้องกันสัญญาณหรืออุปกรณ์สิ้นเปลืองกระแสต่ำเนื่องจาก fets พร่องพร่องมักจะมี RDS สูงมาก นี่คือวงจรทั่วไป:

แม้ว่าแรงดันสัญญาณจะสูงเกินไปประตูจะถูกเก็บไว้ที่แรงดันซีเนอร์ ผลลัพธ์จะไม่สามารถสูงกว่า Vz + VGS เนื่องจากเกณฑ์ mosfet จะหยุดดำเนินการ มันใช้งานได้จริงเช่นเครื่องปรับลมและยึดสัญญาณ คุณสามารถป้องกันอินพุต IC ด้วยสิ่งนี้สิ่งเดียวที่เป็นผลในกรณีเล็กน้อยคือ RDSon ของ mosfet (อิมพีแดนซ์ที่ต่ำกว่าตัวต้านทานและซีเนอร์)

ขอให้สังเกตว่าวงจรข้างต้นดูเหมือนว่าควบคุม NPN ง่าย มีความแตกต่างใหญ่อย่างหนึ่งแม้ว่า: กับตัวควบคุม NPN, แรงดันเอาต์พุตอยู่ที่ Vz-0.6V ด้วยพร่อง FET, แรงดันไฟฟ้าออกเป็น Vz + VGSth เอาต์พุตที่หนีบอยู่เหนือการอ้างอิง

อีกตัวอย่างของการใช้งานการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินพร้อมด้วยตัวควบคุม:

หลักการเหมือนกันกับข้างบนยกเว้นเราใช้ตัวควบคุมเอาท์พุทโดยตรงเป็นข้อมูลอ้างอิงไปยังเกต (สามารถหลีกเลี่ยงซีเนอร์ได้) นี่คือความจริงที่ว่าผลลัพธ์ของ FET นั้นอยู่เหนือการอ้างอิงนั้นมีประโยชน์: การอ้างอิงเป็น 5V ที่ได้รับการควบคุมคุณรู้ว่าคุณจะได้รับอนุญาต VGSth สำหรับการออกกลางคันของ regulator

ดังนั้นเนื่องจาก FET พร่องสามารถรับได้อย่างง่ายดายสำหรับการจัดอันดับแรงดันสูงคุณสามารถทำให้ตัวควบคุมสามารถทนต่อหลายร้อยโวลต์ได้อย่างง่ายดาย (มีประโยชน์สำหรับแรงดันไฟฟ้าหลัก) อีกครั้งโปรดจำไว้ว่าสิ่งนี้สามารถทำได้สำหรับกระแสต่ำเท่านั้น (ไม่กี่สิบ mA)

ภายในวงจรรวม:

พวกมันถูกใช้ในวงจรรวมลอจิกในเวลาเดียวกันเช่นกัน (ต้นยุค 80)

โดยพื้นฐานแล้วพวกมันถูกใช้เป็นองค์ประกอบส่งผ่านระดับสูงแทนที่จะใช้ P-type FET ในขณะนี้ที่ใช้ใน CMOS ICs ส่วนใหญ่ทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานแบบดึงขึ้นซึ่งมีมูลค่าสูงขึ้นเมื่อเอาท์พุทต่ำเพื่อลดการใช้พลังงานและยังมีความต้านทานต่ำที่สถานะระดับสูง ตัวอย่างที่มีประตูอินเวอร์เตอร์:

ดูที่รายการ "Wikipedia . " depletion-load_NMOS_logic "

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม

มีบันทึกแอพหลายตัวสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม:

• จากInfineon การอธิบายวิธีการพร่อง FET ทั่วไป (ตัวอย่างวงจรเริ่มต้น SMPS มาจากเอกสารนี้)
• จากIXYSตัดการใช้แหล่งข้อมูลในปัจจุบันจำนวนมาก (การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินที่มีวงจรตัวอย่าง 7805 มาจากเอกสารนี้)
• จากMaximอธิบายการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินสำหรับสัญญาณ
• จากALDซึ่งให้ข้อมูลเกี่ยวกับการสร้าง FET โหมดโหมดพร่อง

โหมดโหมดพร่องมีประโยชน์ในการเก็บเกี่ยวพลังงานที่ต้องการแรงดันไฟฟ้าต่ำมากโหมดพร่องทั่วไปจะมีประสิทธิภาพดีกว่า Si BJT และทำได้ดีกว่า Ge BJT โหมดมอดูเลตแบบไม่แน่นอนนั้นค่อนข้างหายาก แต่จากมุมมองการผลิต ไม่พึงประสงค์น้อยกว่า Ge BJTs การใช้งานอื่น ๆ คือการเปลี่ยน Valve เมื่อทำการกู้คืนวิทยุ Vintage สามารถหาได้ง่าย แต่ Radio Radio บางครั้งก็ไม่ถูกรบกวนด้วย Mosfets แรงดันสูงขนาดเล็กมีความจุประตูต่ำทำให้ผู้สมัครที่มีศักยภาพสำหรับ RF / IF / Mixer

วิธีการเกี่ยวกับอุปกรณ์ที่ไม่ใช่การเพิ่มประสิทธิภาพหรือโหมดการพร่อง? หรือไม่ชัดเจนอย่างใดอย่างหนึ่งหรืออื่น ๆ ?

กระบวนการ CMOS จำนวนมากมีทรานซิสเตอร์ "ดั้งเดิม" อยู่ในตัว เหล่านี้เป็นทรานซิสเตอร์ที่ไม่ได้ทำการฝังรากฟันเทียมและเนื่องจากมีแรงดันธรณีประตูต่ำมาก ในบางกระบวนการเกณฑ์นี้จะเป็นลบ (สำหรับ NMOS) และทำให้อุปกรณ์หมด

สิ่งเหล่านี้มีอยู่เพื่อให้สามารถใช้ในวงจรไบอัส, ดึงขึ้น / ลงที่ไปที่รางและใน op-amps สำหรับการทำงานของ Rail to Rail (RR) แม้ว่ามันไม่จำเป็นที่จะต้องมีทรานซิสเตอร์ท้องถิ่นเพื่อให้สามารถใช้งาน RR ได้

ในวงจรไบแอสนั้นมีประโยชน์มากดังนั้นคุณจึงสามารถควบคุมการทำงานได้ในระหว่างเปิดเครื่อง (วงจรเหล่านี้มีชีวิตก่อน) และเพื่อให้คุณสามารถเพิ่มช่วงการใช้งานได้เช่นกระจกกระแสคลาสสิคไม่ทำงานใกล้กับราง (ด้านล่าง Vth) . คุณสามารถใช้อุปกรณ์ ative เพื่อควบคุมอุปกรณ์ปกติในขอบเขตของการดำเนินการย่อย

ดังนั้นแม้ในโลกปัจจุบันอุปกรณ์เหล่านี้มีอยู่ทั่วไปมากกว่าที่จะสงสัย

โปรดทราบว่ารายการ Wikipedia บนอุปกรณ์เหล่านี้ผิดที่ระบุว่ามีการปลูกถ่ายเพิ่มเติม ในขณะที่มันอาจจะเป็นจริงในบางกรณีในเวลาประมาณ 5 โรงหล่อแตกต่างกันที่ฉันรู้อุปกรณ์เหล่านี้ได้ตามขั้นตอนกระบวนการลบออก