MOSFET پيڪيج سوئچنگ ٽيوب جي چونڊ ۽ سرڪٽ ڊاگرام

پهريون قدم هڪ چونڊ ڪرڻ آهيMOSFETs، جيڪي ٻن مکيه قسمن ۾ اچن ٿا: N-channel ۽ P-channel. پاور سسٽم ۾، MOSFETs کي برقي سوئچ جي طور تي سوچي سگهجي ٿو. جڏهن هڪ مثبت وولٹیج هڪ N-channel MOSFET جي دروازي ۽ ماخذ جي وچ ۾ شامل ڪيو ويو آهي، ان جو سوئچ هلندو آهي. وهڪري جي دوران، ڪرنٽ سوئچ ذريعي وهڪري کان ماخذ ڏانهن وهي سگهي ٿو. اتي موجود آهي هڪ اندروني مزاحمت نالي ۽ ماخذ جي وچ ۾، جنهن کي آن-مزاحمتي RDS (ON) سڏيو ويندو آهي. اهو واضح هجڻ گهرجي ته هڪ MOSFET جو دروازو هڪ اعلي رڪاوٽ ٽرمينل آهي، تنهنڪري هڪ وولٹیج هميشه دروازي ۾ شامل ڪيو ويندو آهي. اها زمين جي مزاحمت آهي جيڪا دروازي سان ڳنڍيل آهي سرڪٽ ڊاگرام ۾ بعد ۾ پيش ڪيل. جيڪڏهن دروازي کي لڪيل ڇڏيو وڃي ته، ڊوائيس ڊزائين ڪيل طور تي ڪم نه ڪندو ۽ غير مناسب لمحن تي بند يا بند ٿي سگهي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ سسٽم ۾ امڪاني پاور نقصان. جڏهن ماخذ ۽ دروازي جي وچ ۾ وولٹیج صفر آهي، سوئچ بند ٿي وڃي ٿو ۽ موجوده ڊوائيس ذريعي وهڻ بند ٿي وڃي ٿي. جيتوڻيڪ ڊوائيس هن نقطي تي بند ٿي وئي آهي، اتي اڃا تائين هڪ ننڍڙو موجوده موجود آهي، جنهن کي ليکج موجوده، يا IDSS سڏيو ويندو آهي.

 

 

قدم 1: چونڊيو اين-چينل يا پي-چينل

ڊزائن لاءِ صحيح ڊيوائس چونڊڻ ۾ پهريون قدم اهو فيصلو ڪرڻ آهي ته ڇا اين-چينل يا P-چينل MOSFET استعمال ڪجي. هڪ عام پاور ايپليڪيشن ۾، جڏهن هڪ MOSFET گرائونڊ ڪيو ويندو آهي ۽ لوڊ ٽرڪن وولٽيج سان ڳنڍيل هوندو آهي، ته MOSFET گهٽ وولٽيج سائڊ سوئچ ٺاهيندو آهي. گھٽ وولٹیج پاسي واري سوئچ ۾، ھڪڙو اين چينلMOSFETڊوائيس کي بند ڪرڻ يا چالو ڪرڻ لاء گهربل وولٹیج جي غور جي ڪري استعمال ڪيو وڃي. جڏهن MOSFET بس سان ڳنڍيل آهي ۽ لوڊ گرائونڊ ڪيو ويو آهي، اعلي وولٹیج سائڊ سوئچ استعمال ڪيو وڃي ٿو. هڪ پي-چينل MOSFET عام طور تي استعمال ڪيو ويندو آهي هن ٽوپولوجي ۾، ٻيهر وولٹیج ڊرائيو غورن لاءِ.

قدم 2: موجوده درجه بندي جو اندازو لڳايو

ٻيو قدم MOSFET جي موجوده درجه بندي کي چونڊڻ آهي. سرڪٽ جي جوڙجڪ تي مدار رکندي، هي موجوده درجه بندي وڌ ۾ وڌ موجوده هجڻ گهرجي جيڪا لوڊ سڀني حالتن ۾ برداشت ڪري سگهي ٿي. وولٹیج جي صورت ۾، ڊزائنر کي يقيني بڻائڻ گهرجي ته چونڊيل MOSFET هن موجوده درجه بندي کي برداشت ڪري سگهي ٿي، جيتوڻيڪ جڏهن سسٽم اسپائڪ واهه ٺاهي رهيو آهي. ٻه موجوده ڪيس سمجهي رهيا آهن مسلسل موڊ ۽ نبض اسپائڪس. هي پيراميٽر FDN304P ٽيوب ڊيٽا شيٽ تي مبني آهي هڪ حوالي جي طور تي ۽ پيرا ميٽر هن شڪل ۾ ڏيکاريل آهن:

 

 

 

مسلسل وهڪري واري موڊ ۾، MOSFET مستحڪم حالت ۾ آهي، جڏهن موجوده ڊوائيس ذريعي مسلسل وهندي آهي. نبض جي اسپائڪس تڏهن ٿيندي آهي جڏهن ڊوائيس ذريعي وڏي مقدار ۾ سرج (يا اسپائڪ ڪرنٽ) وهندو آهي. هڪ دفعو انهن حالتن هيٺ وڌ ۾ وڌ موجوده مقرر ڪيو ويو آهي، اهو صرف هڪ ڊوائيس چونڊڻ جو معاملو آهي جيڪو هن وڌ ۾ وڌ موجوده کي برداشت ڪري سگهي ٿو.

ريٽيڊ ڪرنٽ کي چونڊڻ کان پوء، توهان کي لازمي طور تي ڳڻپ ڪرڻ جي نقصان جو پڻ حساب ڪرڻ گهرجي. عملي طور تي، جيMOSFETمثالي ڊوائيس نه آهي، ڇاڪاڻ ته conductive عمل ۾ اتي بجليء جو نقصان ٿيندو، جنهن کي conductive نقصان سڏيو ويندو آهي. MOSFET ۾ "آن" وانگر متغير مزاحمت، ڊيوائس جي RDS (ON) پاران طئي ٿيل، ۽ گرمي پد ۽ اهم تبديلين سان. ڊوائيس جي بجلي جي ضايع ٿيڻ جو حساب Iload2 x RDS (ON) مان ڪري سگهجي ٿو، ۽ جيئن ته مزاحمت گرمي سان مختلف ٿئي ٿي، طاقت جي ضايع ٿيڻ متناسب طور تي مختلف آهي. MOSFET تي جيترو وڌيڪ وولٽيج VGS لاڳو ڪيو ويندو، اوترو ننڍو RDS(ON) هوندو؛ ان جي برعڪس RDS (ON) وڌيڪ هوندو. سسٽم ڊيزائنر لاءِ، هي اهو آهي جتي ٽريڊ آف راند ۾ اچن ٿا سسٽم وولٹیج جي لحاظ سان. پورٽبل ڊيزائن لاءِ، هيٺين وولٽيجز کي استعمال ڪرڻ آسان (۽ وڌيڪ عام) آهي، جڏهن ته صنعتي ڊيزائن لاءِ، اعليٰ وولٽيج استعمال ڪري سگھجن ٿا. نوٽ ڪريو ته RDS (ON) مزاحمت موجوده سان ٿورو وڌي ٿو. RDS (ON) رزسٽر جي مختلف برقي پيٽرولن ۾ تبديليون ٺاهيندڙ پاران فراهم ڪيل ٽيڪنيڪل ڊيٽا شيٽ ۾ ڳولي سگهجن ٿيون.

 

 

 

مرحلا 3: حرارتي گهرجن کي طئي ڪريو

MOSFET کي چونڊڻ ۾ ايندڙ قدم سسٽم جي حرارتي گهرجن کي ڳڻڻ آهي. ڊزائنر کي ٻن مختلف منظرنامن تي غور ڪرڻ گھرجي، بدترين صورت ۽ سچي صورت. بدترين صورت حال جي حساب سان سفارش ڪئي وئي آهي ڇاڪاڻ ته هي نتيجو حفاظت جو هڪ وڏو مارجن مهيا ڪري ٿو ۽ يقيني بڻائي ٿو ته سسٽم ناڪام نه ٿيندو. MOSFET ڊيٽا شيٽ تي آگاھ ٿيڻ لاءِ ڪجھ ماپون پڻ آھن؛ جيئن ته پيڪيج ٿيل ڊوائيس ۽ ماحول جي سيمي ڪنڊڪٽر جنڪشن جي وچ ۾ حرارتي مزاحمت، ۽ وڌ ۾ وڌ جنڪشن جي درجه حرارت.

 

ڊوائيس جو جنڪشن گرمي پد وڌ ۾ وڌ محيطي گرمي پد جي برابر آهي ۽ حرارتي مزاحمت ۽ طاقت جي ضايع ٿيڻ جي پيداوار (جنڪشن جي درجه حرارت = وڌ ۾ وڌ محيطي درجه حرارت + [حرارتي مزاحمت × پاور ڊسپيپشن]). هن مساوات مان سسٽم جي وڌ ۾ وڌ طاقت جي ضايع ٿيڻ کي حل ڪري سگهجي ٿو، جيڪا تعريف جي برابر آهي I2 x RDS (ON). جيئن ته اهلڪارن اهو طئي ڪيو آهي ته وڌ ۾ وڌ موجوده جيڪو ڊوائيس ذريعي گذري ٿو، RDS (ON) مختلف درجه حرارت لاء حساب ڪري سگهجي ٿو. اهو نوٽ ڪرڻ ضروري آهي ته جڏهن سادي حرارتي ماڊل سان معاملو ڪيو وڃي، ڊزائنر کي سيمي ڪنڊڪٽر جنڪشن/ڊوائيس ڪيس ۽ ڪيس/ماحول جي گرمي جي گنجائش تي پڻ غور ڪرڻ گهرجي؛ يعني، اهو ضروري آهي ته ڇپيل سرڪٽ بورڊ ۽ پيڪيج کي فوري طور تي گرم نه ڪيو وڃي.

عام طور تي، هڪ PMOSFET، اتي هڪ parasitic diode موجود هوندو، ڊيوڊ جو ڪم ذريعو-ڊرين ريورس ڪنيڪشن کي روڪڻ آهي، PMOS لاء، NMOS تي فائدو اهو آهي ته ان جي موڙ تي وولٹیج 0 ٿي سگهي ٿو، ۽ وولٹیج جي وچ ۾ فرق. ڊي ايس وولٽيج گهڻو نه آهي، جڏهن ته NMOS شرط تي گهربل آهي ته VGS حد کان وڌيڪ هجي، جنهن جي ڪري ڪنٽرول وولٽيج لازمي طور تي گهربل وولٽيج کان وڌيڪ آهي، ۽ اتي غير ضروري مصيبت هوندي. PMOS کي هيٺين ٻن ايپليڪيشنن لاءِ ڪنٽرول سوئچ طور چونڊيو ويو آهي:

 

ڊوائيس جو جنڪشن گرمي پد وڌ ۾ وڌ محيطي گرمي پد جي برابر آهي ۽ حرارتي مزاحمت ۽ طاقت جي ضايع ٿيڻ جي پيداوار (جنڪشن جي درجه حرارت = وڌ ۾ وڌ محيطي درجه حرارت + [حرارتي مزاحمت × پاور ڊسپيپشن]). هن مساوات مان سسٽم جي وڌ ۾ وڌ طاقت جي ضايع ٿيڻ کي حل ڪري سگهجي ٿو، جيڪا تعريف جي برابر آهي I2 x RDS (ON). جيئن ته ڊيزائنر اهو طئي ڪيو آهي ته وڌ ۾ وڌ موجوده جيڪو ڊوائيس ذريعي گذري ٿو، RDS (ON) مختلف درجه حرارت لاء حساب ڪري سگهجي ٿو. اهو نوٽ ڪرڻ ضروري آهي ته جڏهن سادي حرارتي ماڊل سان معاملو ڪيو وڃي، ڊزائنر کي سيمي ڪنڊڪٽر جنڪشن/ڊوائيس ڪيس ۽ ڪيس/ماحول جي گرمي جي گنجائش تي پڻ غور ڪرڻ گهرجي؛ يعني، اهو ضروري آهي ته ڇپيل سرڪٽ بورڊ ۽ پيڪيج کي فوري طور تي گرم نه ڪيو وڃي.

عام طور تي، هڪ PMOSFET، اتي هڪ parasitic diode موجود هوندو، ڊيوڊ جو ڪم ذريعو-ڊرين ريورس ڪنيڪشن کي روڪڻ آهي، PMOS لاء، NMOS تي فائدو اهو آهي ته ان جي موڙ تي وولٹیج 0 ٿي سگهي ٿو، ۽ وولٹیج جي وچ ۾ فرق. ڊي ايس وولٽيج گهڻو نه آهي، جڏهن ته NMOS شرط تي گهربل آهي ته VGS حد کان وڌيڪ هجي، جنهن جي ڪري ڪنٽرول وولٽيج لازمي طور تي گهربل وولٽيج کان وڌيڪ آهي، ۽ اتي غير ضروري مصيبت هوندي. PMOS کي هيٺين ٻن ايپليڪيشنن لاءِ ڪنٽرول سوئچ طور چونڊيو ويو آهي:

هن سرڪٽ کي ڏسي، ڪنٽرول سگنل PGC ڪنٽرول ڪري ٿو ته ڇا V4.2 P_GPRS کي بجلي فراهم ڪري ٿو يا نه. هي سرڪٽ، ماخذ ۽ ڊرين ٽرمينل ريورس سان ڳنڍيل نه آهن، R110 ۽ R113 ان لحاظ کان موجود آهن ته R110 ڪنٽرول گيٽ ڪرنٽ تمام وڏو نه آهي، R113 عام جي دروازي کي ڪنٽرول ڪري ٿو، R113 پل اپ مٿي، PMOS جي طور تي. ، پر ڪنٽرول سگنل تي پل اپ جي طور تي پڻ ڏسي سگھجي ٿو، جڏهن MCU اندروني پنن ۽ پل اپ اپ، اهو آهي، اوپن-ڊرين جو آئوٽ جڏهن ٻاڦ کليل آهي، ۽ PMOS کي ڊرائيو نٿو ڪري سگهي. بند، هن وقت، اهو ضروري آهي ته ٻاهرين وولٹیج کي پل اپ اپ ڏنو وڃي، تنهنڪري رزسٽر R113 ٻه ڪردار ادا ڪري ٿو. ان کي پل اپ ڏيڻ لاءِ ٻاهرين وولٹیج جي ضرورت پوندي، تنهنڪري رزسٽر R113 ٻه ڪردار ادا ڪري ٿو. r110 ننڍا ٿي سگھي ٿو، 100 ohms تائين پڻ ڪري سگھي ٿو.