وڏي پئڪيج MOSFET ڊرائيور سرڪٽ

سڀ کان اول، MOSFET قسم ۽ جوڙجڪ،MOSFETهڪ FET آهي (ٻيو آهي JFET)، ترقي يافته يا ختم ڪرڻ واري قسم ۾ ٺاهي سگهجي ٿو، P-channel يا N-channel مجموعي طور تي چار قسمن ۾، پر اصل ايپليڪيشن صرف وڌايل N-channel MOSFETs ۽ وڌايل P-channel MOSFETs، تنهنڪري عام طور تي حوالو ڏنو ويو NMOS يا PMOS انهن ٻن قسمن ڏانهن اشارو ڪري ٿو. انهن ٻن قسمن جي واڌاري MOSFETs لاء، وڌيڪ عام طور تي استعمال ٿيل NMOS آهي، ان جو سبب اهو آهي ته مزاحمت ننڍڙو آهي، ۽ ٺاهڻ ۾ آسان آهي. تنهن ڪري، NMOS عام طور تي سوئچنگ پاور سپلائي ۽ موٽر ڊرائيو ايپليڪيشنن ۾ استعمال ٿيندو آهي.

هيٺ ڏنل تعارف ۾، اڪثر ڪيسن ۾ NMOS جي تسلط آهي. MOSFET جي ٽن پنن جي وچ ۾ parasitic capacitance موجود آهي، هڪ خاصيت جنهن جي ضرورت ناهي پر پيداوار جي عمل جي حدن جي ڪري پيدا ٿئي ٿي. parasitic capacitance جي موجودگي ان کي ڊرائيور سرڪٽ کي ڊزائين ڪرڻ يا چونڊڻ ۾ ٿورو مشڪل بڻائي ٿو. نديءَ ۽ ماخذ جي وچ ۾ هڪ پارسيٽڪ ڊاءِڊ آهي. ان کي باڊي ڊاءِڊ چئبو آهي ۽ انڊڪٽو لوڊ هلائڻ ۾ اهم آهي جهڙوڪ موٽر. رستي جي ذريعي، جسماني ڊاءڊ صرف انفرادي MOSFETs ۾ موجود آهي ۽ عام طور تي هڪ IC چپ جي اندر موجود ناهي.

 

MOSFETسوئچنگ ٽيوب نقصان، چاهي اهو NMOS هجي يا PMOS، آن-مزاحمت جي وهڪري کان پوءِ موجود آهي، ته جيئن ڪرنٽ هن مزاحمت ۾ توانائي استعمال ڪري، استعمال ٿيل توانائي جي هن حصي کي ڪنڊڪشن نقصان چئبو آهي. گھٽ مزاحمت سان MOSFETs جو انتخاب مزاحمتي نقصان کي گھٽائي ڇڏيندو. اڄڪلهه، گھٽ طاقت واري MOSFETs جي آن-مزاحمت عام طور تي ڏهه ملي هومس جي لڳ ڀڳ آهي، ۽ ڪجھ ملي هومس پڻ موجود آهن. MOSFETs کي فوري طور تي مڪمل نه ٿيڻ گهرجي جڏهن اهي آن يا بند آهن. اتي وولٹیج کي گهٽائڻ جو عمل آهي. MOSFET جي ٻن سرن تي، ۽ ان ذريعي وهندڙ ڪرنٽ کي وڌائڻ جو عمل آهي. هن عرصي دوران، MOSFET جو نقصان وولٹیج ۽ ڪرنٽ جي پيداوار آهي، جنهن کي سوئچنگ نقصان سڏيو ويندو آهي. عام طور تي سوئچنگ جو نقصان پهچائڻ واري نقصان کان تمام وڏو هوندو آهي، ۽ جيترو تيز سوئچنگ فریکوئنسي، اوترو وڏو نقصان. وولٹیج ۽ ڪرنٽ جي پيداوار فوري طور تي پهچائڻ تمام وڏي آهي، نتيجي ۾ وڏو نقصان. سوئچنگ جي وقت کي گھٽائڻ سان هر وهڪري تي نقصان گھٽجي ٿو. سوئچنگ فریکوئنسي کي گھٽائڻ سان في يونٽ وقت جي سوئچ جو تعداد گھٽجي ٿو. اهي ٻئي طريقا سوئچنگ جي نقصان کي گھٽائيندا آهن.

بائيپولر ٽرانزسٽرز جي مقابلي ۾، عام طور تي اهو سمجهيو ويندو آهي ته هڪ ٺاهڻ لاءِ ڪنهن به ڪرنٽ جي ضرورت ناهيMOSFETهلائڻ، جيستائين GS وولٹیج هڪ خاص قدر کان مٿي آهي. اهو ڪرڻ آسان آهي، جڏهن ته، اسان کي رفتار جي ضرورت آهي. جيئن توهان MOSFET جي ڍانچي ۾ ڏسي سگهو ٿا، اتي GS، GD جي وچ ۾ هڪ پارسياتي ظرفيت آهي، ۽ MOSFET جي ڊرائيونگ آهي، اثر ۾، ڪيپيسيٽيشن جي چارج ۽ خارج ڪرڻ. ڪيپيسيٽر کي چارج ڪرڻ لاءِ ڪرنٽ جي ضرورت آهي، ڇاڪاڻ ته ڪيپيسيٽر کي فوري طور تي چارج ڪرڻ هڪ شارٽ سرڪٽ جي طور تي ڏسي سگهجي ٿو، تنهنڪري فوري ڪرنٽ وڌيڪ هوندو. MOSFET ڊرائيور کي چونڊڻ/ڊزائن ڪرڻ وقت نوٽ ڪرڻ جي پهرين شيءِ فوري طور تي شارٽ سرڪٽ ڪرنٽ جي سائيز آهي جيڪا مهيا ڪري سگهجي ٿي.

نوٽ ڪرڻ جي ٻي شيء اها آهي ته، عام طور تي اعلي-آخر ڊرائيو NMOS ۾ استعمال ڪيو ويندو آهي، وقت جي دروازي جي وولٹیج کي ماخذ وولٹیج کان وڌيڪ هجڻ گهرجي. ماخذ وولٹیج تي اعلي-آخر ڊرائيو MOSFET ۽ drain voltage (VCC) ساڳيو، پوء VCC 4V يا 10V کان دروازي voltage. جيڪڏهن ساڳئي سسٽم ۾، VCC کان وڏي وولٹیج حاصل ڪرڻ لاء، اسان کي بوسٽ سرڪٽ ۾ ماهر ڪرڻ جي ضرورت آهي. ڪيترن ئي موٽر ڊرائيورن وٽ چارج پمپن کي ضم ڪيو ويو آهي، اهو نوٽ ڪرڻ ضروري آهي ته توهان کي MOSFET کي هلائڻ لاءِ ڪافي شارٽ سرڪٽ ڪرنٽ حاصل ڪرڻ لاءِ مناسب خارجي ڪيپيسيٽينس چونڊڻ گهرجي. 4V يا 10V وولٹیج تي عام طور تي استعمال ٿيل MOSFET آهي، يقينا، توهان کي هڪ خاص مارجن جي ضرورت آهي. جيترو وڌيڪ وولٽيج، اوترو تيز آن اسٽيٽ اسپيڊ ۽ اوترو ئي گهٽ آن اسٽيٽ مزاحمت. هاڻي اتي به ننڍا آن-اسٽيٽ وولٽيج MOSFETs مختلف شعبن ۾ استعمال ڪيا ويا آهن، پر 12V آٽوميٽڪ اليڪٽرانڪس سسٽم ۾، عام طور تي 4V آن-رياست ڪافي آهي. MOSFETs جي سڀ کان وڌيڪ قابل ذڪر خصوصيت سٺي جي سوئچنگ خاصيتون آهي، تنهنڪري اهو وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويندو آهي. اليڪٽرانڪ سوئچنگ سرڪٽ جي ضرورت آهي، جهڙوڪ سوئچنگ پاور سپلائي ۽ موٽر ڊرائيو، پر روشني جي روشني پڻ. هلائڻ جو مطلب آهي هڪ سوئچ جي طور تي ڪم ڪرڻ، جيڪو هڪ سوئچ بند ڪرڻ جي برابر آهي. NMOS خاصيتون، Vgs هڪ خاص قدر کان وڌيڪ ڪم ڪندو، ان صورت ۾ استعمال لاءِ موزون آهي جڏهن ذريعو گرائونڊ هجي (گهٽ-آخر ڊرائيو)، جيستائين دروازي تائين 4V يا 10V.PMOS خاصيتن جي وولٹیج، هڪ خاص قدر کان گھٽ Vgs ڪم ڪندو، ان صورت ۾ استعمال لاءِ مناسب جڏهن ماخذ VCC (هاءِ-اينڊ ڊرائيو) سان ڳنڍيل هجي. جيتوڻيڪ، جيتوڻيڪ PMOS آساني سان استعمال ڪري سگهجي ٿو هڪ اعلي آخر ڊرائيور جي طور تي، NMOS عام طور تي استعمال ڪيو ويندو آهي اعلي آخر ڊرائيورن ۾ وڏي مزاحمت، اعلي قيمت، ۽ ڪجھ متبادل قسمن جي ڪري.

ھاڻي MOSFET ڊرائيو گھٽ-وولٽيج ايپليڪيشنون، جڏھن 5V پاور سپلائي استعمال ڪندي، ھن ڀيري جيڪڏھن توھان روايتي ٽوٽم قطب جي جوڙجڪ کي استعمال ڪندا آھيو، ٽرانزسٽر جي ڪري اٽڪل 0.7V وولٽيج ڊراپ آھي، جنھن جي نتيجي ۾ اصل فائنل ۾ دروازي تي شامل ڪيو ويو آھي. وولٹیج صرف 4.3 V آهي. هن وقت، اسان مخصوص خطرن جي موجودگي تي MOSFET جي 4.5V جي نامياري دروازي جي وولٽيج کي چونڊيندا آهيون. ساڳيو مسئلو 3V يا ٻين گھٽ وولٽيج پاور سپلائي جي موقعن جي استعمال ۾ ٿئي ٿو. ڊبل وولٽيج ڪجهه ڪنٽرول سرڪٽ ۾ استعمال ٿيندو آهي جتي منطق سيڪشن هڪ عام 5V يا 3.3V ڊجيٽل وولٽيج استعمال ڪندو آهي ۽ پاور سيڪشن 12V يا ان کان به وڌيڪ استعمال ڪندو آهي. ٻن voltages هڪ عام ميدان استعمال ڪندي ڳنڍيل آهن. اهو هڪ سرڪٽ استعمال ڪرڻ جي گهرج رکي ٿو جيڪا گهٽ وولٽيج واري پاسي کي مؤثر طريقي سان MOSFET کي هاء وولٽيج واري پاسي تي ڪنٽرول ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿي، جڏهن ته MOSFET کي هاء وولٽيج واري پاسي تي 1 ۽ 2 ۾ بيان ڪيل ساڳئي مسئلن کي منهن ڏيڻو پوندو. ٽنهي صورتن ۾، Totem قطب جو ڍانچو آئوٽ پُٽ جي ضرورتن کي پورو نٿو ڪري سگھي، ۽ گھڻن آف دي شيلف MOSFET ڊرائيور ICs ۾ گيٽ وولٽيج کي محدود ڪرڻ واري ڍانچي ۾ شامل نه ٿو لڳي. ان پٽ وولٹیج هڪ مقرر قدر نه آهي، اهو وقت يا ٻين عنصر سان مختلف آهي. هي تڪرار PWM سرڪٽ پاران MOSFET کي مهيا ڪيل ڊرائيو وولٹیج کي غير مستحڪم بڻائي ٿو. MOSFET کي تيز دروازي جي وولٽيجز کان محفوظ بڻائڻ لاءِ، ڪيترن ئي MOSFETs ۾ وولٹیج ريگيوليٽر ٺاهيا ويا آهن ته جيئن دروازي جي وولٽيج جي طول و عرض کي زور سان محدود ڪن.

 

ان صورت ۾، جڏهن مهيا ڪيل ڊرائيو وولٹیج ريگيوليٽر جي وولٹیج کان وڌي ويندي آهي، اهو هڪ وڏو جامد بجلي جي استعمال جو سبب بڻجندو، ساڳئي وقت، جيڪڏهن توهان صرف دروازي جي وولٹیج کي گهٽائڻ لاءِ رزسٽر وولٽيج ورهائيندڙ جي اصول کي استعمال ڪيو ٿا، اتي هڪ نسبتا وڌيڪ هوندو. اعلي ان پٽ وولٽيج، MOSFET چڱي طرح ڪم ڪري ٿو، جڏهن ته ان پٽ وولٽيج گھٽجي ويندي آهي جڏهن دروازي جي وولٹیج ڪافي نه هوندي آهي ته غير مناسب طور تي مڪمل ڪنڊڪشن سبب، اهڙيء طرح بجلي جو استعمال وڌائي ٿو.

نسبتا عام سرڪٽ هتي صرف NMOS ڊرائيور سرڪٽ لاء هڪ سادي تجزيو ڪرڻ لاء: Vl ۽ Vh گهٽ-آخر ۽ اعلي-آخر پاور سپلائي آهن، ترتيب سان، ٻه وولٽيج ساڳيا ٿي سگهن ٿا، پر Vl Vh کان وڌيڪ نه هجڻ گهرجي. Q1 ۽ Q2 هڪ inverted totem قطب ٺاهيندو آهي، جيڪو اڪيلائي حاصل ڪرڻ لاءِ استعمال ٿيندو آهي، ۽ ساڳئي وقت ان ڳالهه کي يقيني بڻائڻ لاءِ ته ٻه ڊرائيور ٽيوب Q3 ۽ Q4 هڪ ئي وقت تي نه هوندا. R2 ۽ R3 PWM وولٹیج جو حوالو مهيا ڪن ٿا، ۽ ھن حوالن کي تبديل ڪرڻ سان، توھان سرڪٽ کي چڱي طرح ڪم ڪري سگھو ٿا، ۽ دروازي جي وولٹیج ڪافي نه آھي جو مڪمل ڪنڊڪشن جو سبب بڻائين، اھڙيءَ طرح بجليءَ جو استعمال وڌائي ٿو. R2 ۽ R3 مهيا ڪري ٿو PWM وولٹیج ريفرنس، هن حوالي سان تبديل ڪندي، توهان سرڪٽ کي ڪم ڪرڻ جي اجازت ڏئي سگهو ٿا PWM سگنل waveform ۾ نسبتا تيز ۽ سڌي پوزيشن آهي. Q3 ۽ Q4 استعمال ڪيا ويندا آهن ڊرائيو ڪرنٽ مهيا ڪرڻ لاءِ، وقت تي اچڻ جي ڪري، Q3 ۽ Q4 Vh ۽ GND سان واسطو رکندڙ صرف گهٽ ۾ گهٽ هڪ Vce وولٽيج ڊراپ آهن، هي وولٽيج ڊراپ عام طور تي صرف 0.3V يا گهڻو هوندو آهي، گهڻو گهٽ 0.7V کان وڌيڪ Vce R5 ۽ R6 گيٽ وولٽيج جي نموني لاءِ موٽ ۾ مزاحمت ڪندڙ آهن، وولٹیج کي نموني ڏيڻ کان پوءِ، دروازي جي وولٹیج کي دروازي جي وولٹیج کي موٽڻ واري مزاحمتي طور استعمال ڪيو ويندو آهي، ۽ نموني جي وولٹیج کي دروازي جي وولٽيج لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. R5 ۽ R6 گيٽ وولٽيج کي نموني ڏيڻ لاءِ استعمال ٿيل موٽڻ وارا مزاحمتي آهن، جيڪي پوءِ Q1 ۽ Q2 جي بنيادن تي مضبوط منفي موٽ پيدا ڪرڻ لاءِ Q5 ذريعي گذري ويا آهن، اهڙيءَ طرح دروازي جي وولٽيج کي محدود قدر تائين محدود ڪري ٿو. اهو قدر R5 ۽ R6 طرفان ترتيب ڏئي سگهجي ٿو. آخرڪار، R1 Q3 ۽ Q4 تائين بيس ڪرنٽ جي حد مهيا ڪري ٿو، ۽ R4 MOSFETs کي موجوده دروازي جي حد فراهم ڪري ٿو، جيڪا Q3Q4 جي برف جي حد آهي. هڪ acceleration capacitor R4 مٿان متوازي سان ڳنڍيل ٿي سگهي ٿو جيڪڏهن ضروري آهي.                                         

جڏهن پورٽيبل ڊوائيسز ۽ وائرليس پراڊڪٽس کي ڊزائين ڪرڻ، پيداوار جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ ۽ بيٽري جي آپريٽنگ وقت کي وڌائڻ لاء ٻه مسئلا آهن جيڪي ڊزائنر کي منهن ڏيڻ جي ضرورت آهي. DC-DC ڪنورٽرز کي اعلي ڪارڪردگي، اعلي پيداوار موجوده ۽ گهٽ خاموش ڪرنٽ جا فائدا آهن، جيڪي پورٽبل کي طاقت ڏيڻ لاء تمام مناسب آهن. ڊوائيسز.

DC-DC ڪنورٽرز وٽ اعليٰ ڪارڪردگي، اعليٰ آئوٽ پٽ ڪرنٽ ۽ گھٽ خاموش ڪرنٽ جا فائدا آھن، جيڪي پورٽبل ڊوائيسز کي طاقت ڏيڻ لاءِ بلڪل موزون آھن. في الحال، ڊي سي-ڊي سي ڪنورٽر ڊيزائن ٽيڪنالاجي جي ترقي ۾ مکيه رجحانات شامل آهن: اعلي فريکوئنسي ٽيڪنالاجي: سوئچنگ فریکوئنسي ۾ اضافو سان، سوئچنگ ڪنورٽر جي سائيز پڻ گھٽجي وئي آهي، طاقت جي کثافت کي خاص طور تي وڌايو ويو آهي، ۽ متحرڪ جواب بهتر ڪيو ويو آهي. ننڍو

پاور DC-DC ڪنورٽر سوئچنگ فریکوئنسي ميگاهرٽز جي سطح تائين وڌي ويندي. گھٽ آئوٽ وولٽيج ٽيڪنالاجي: سيميڪنڊڪٽر جي پيداوار واري ٽيڪنالاجي جي مسلسل ترقي سان، مائڪرو پروسيسرز ۽ پورٽبل اليڪٽرانڪ سامان آپريٽنگ وولٽيج گهٽ ۽ گهٽ ٿي رهيا آهن، جنهن کي مستقبل جي ضرورت آهي DC-DC ڪنورٽر مائڪرو پروسيسر ۽ پورٽبل اليڪٽرانڪ سامان کي ترتيب ڏيڻ لاء گهٽ آئوٽ وولٽيج مهيا ڪري سگهي ٿو، جيڪو مستقبل جي ضرورت آهي DC-DC ڪنورٽر مائڪرو پروسيسر کي اپنائڻ لاءِ گهٽ آئوٽ وولٽيج مهيا ڪري سگهي ٿو.

مائڪرو پروسيسرز ۽ پورٽبل اليڪٽرانڪ سامان کي اپنائڻ لاءِ گهٽ آئوٽ وولٽيج مهيا ڪرڻ لاءِ ڪافي آهي. اهي ٽيڪنالاجي ترقيات پاور سپلائي چپ سرڪٽ جي ڊيزائن لاء اعلي گهرجن کي اڳتي وڌايو. سڀ کان پهريان، وڌندڙ سوئچنگ فریکوئنسي سان، سوئچنگ اجزاء جي ڪارڪردگي کي اڳتي وڌايو ويندو آهي

سوئچنگ عنصر جي ڪارڪردگي لاء اعلي گهربل، ۽ انهي کي يقيني بڻائڻ لاء لاڳاپيل سوئچنگ عنصر ڊرائيو سرڪٽ هجڻ گهرجي انهي کي يقيني بڻائي ته سوئچنگ عنصر ۾ سوئچنگ فریکوئنسي عام آپريشن جي ميگا هرٽز سطح تائين. ٻيو، بيٽري تي هلندڙ پورٽبل اليڪٽرانڪ ڊوائيسز لاء، سرڪٽ جي آپريٽنگ وولٹیج گهٽ آهي (مثال طور، ليتيم بيٽرين جي صورت ۾).

ليتيم بيٽريون، مثال طور، آپريٽنگ وولٹیج 2.5 ~ 3.6V)، تنهنڪري هيٺين وولٹیج لاءِ پاور سپلائي چپ.

MOSFET وٽ تمام گھٽ مزاحمت آھي، گھٽ توانائي واپرائڻ، موجوده مقبول اعليٰ ڪارڪردگي DC-DC چپ ۾ وڌيڪ MOSFET پاور سوئچ جي طور تي. تنهن هوندي به، MOSFETs جي وڏي parasitic capacitance جي ڪري. هي اعليٰ آپريٽنگ فریکوئنسي ڊي سي-ڊي سي ڪنورٽرز کي ڊزائين ڪرڻ لاءِ سوئچنگ ٽيوب ڊرائيور سرڪٽس جي ڊيزائن تي اعليٰ گهرجون پوريون ڪري ٿو. هتي آهن مختلف CMOS، BiCMOS منطق سرڪٽ استعمال ڪندي بوٽ اسٽريپ بوسٽ ڍانچي ۽ ڊرائيور سرڪٽس جيئن گهٽ وولٽيج ULSI ڊيزائن ۾ وڏي ڪيپيسيٽو لوڊ. اهي سرڪٽ 1V کان گهٽ وولٹیج جي فراهمي جي حالتن هيٺ صحيح ڪم ڪرڻ جي قابل آهن، ۽ لوڊ ڪيپيسيٽينس 1 ~ 2pF فريڪوئنسي جي حالتن هيٺ ڪم ڪري سگهن ٿا، ڏهن ميگا بٽ يا سوين ميگا هرٽز تائين پهچي سگهن ٿا. هن پيپر ۾، بوٽ اسٽريپ بوسٽ سرڪٽ استعمال ڪيو ويندو آهي ڊزائين ڪرڻ لاءِ وڏي لوڊ ڪيپيسٽينس ڊرائيو جي صلاحيت، گهٽ وولٽيج لاءِ موزون، اعليٰ سوئچنگ فريڪوئنسي بوسٽ ڊي سي-ڊي سي ڪنورٽر ڊرائيو سرڪٽ. گھٽ-آخر وولٹیج ۽ PWM اعلي-آخر MOSFETs هلائڻ لاء. MOSFETs جي اعلي دروازي جي وولٹیج جي ضرورتن کي هلائڻ لاء ننڍو طول و عرض PWM سگنل.