MOSFET'in tükenmesinin tipik kullanımı
Yanıtlar:
Aslında, çok yaygın olarak kullanılmazlar, ancak hala kullanılabilir olmak için birkaç nedenleri vardır.
Ayrık cihazlar olarak:
Basit bir sabit akım kaynağı olarak
kaynak ve kapı arasına bir direnç koyarsanız, sabit bir akım kaynağı oluşturursunuz:
Akım artarsa, direnç üzerindeki voltaj düşüşünü arttırır ve bu nedenle mosfet'i biraz kapatacak olan geçit voltajını düşürür. Akım azalırsa, mosfet biraz açılır. Bu her zaman dengeyi bulacaktır ve bu nedenle akımı sadece direnç ve kapı eşiğine (sadece çok doğru değil) bağlı olan sadece iki bileşenli bir akım kaynağınız vardır.
SMPS sarf malzemeleri için başlatma devresinin bir parçası olarak
Bu sarf malzemeleri birincil tarafta (220V veya 110V) bir denetleyici yonga kullanır. Çipin çalışması için biraz düşük voltaja ihtiyacı vardır (genellikle 10V) ve bu voltaj, verimli olabilmek için transformatördeki yardımcı bir sargı ile sağlanabilir (eğer bir primerdeki yüksek voltajı bir zener ile düşürerek çipe güç verirseniz, düşük yükte önemli hale gelen biraz güç harcar). Bu iyi, ancak besleme başladığında, yardımcı sargı üzerinde henüz voltaj yok, bu yüzden kontrolöre güç verilemiyor ve asla başlamıyor.
Yani, bir şekilde, en azından başlatma sırasında yüksek voltajı düşürerek kontrolöre güç vermelisiniz. Ancak, bir kez başlatıldığında ve denetleyiciye yardımcı sargı ile güç verilebildiğinde, gücü harcayan bu mevcut yolu kesmek istersiniz. Bir tükenme fet ile yaparsanız, çok kolaydır: temel olarak, kaynağını kontrolörün besleme pimine, kontrolörün zemin kapısına ve yüksek voltaja boşaltmanız gerekir (bu basitleştirilmiş bir görünüm):
Bu şekilde, kontrolörün gücü kesildiğinde, yüksek voltaj kontrol cihazına güç sağlar (kapıdan voltaj gelmez) ve kontrolöre güç verildikten sonra yüksek voltaj yolu kesilir (kapıdaki negatif voltaj). Bir geliştirme modu fet ile bunu yapmanın diğer her yolu daha az verimli olacaktır (daha fazla bileşen, daha karmaşık, daha fazla boşa giden güç). Bu nedenle, bulabileceğiniz standart tükenme modu filolarının çoğu aslında yüksek voltaj parçalarıdır.
Aşırı gerilim koruma elemanı olarak
Bu uygulama, sinyallerin korunması veya düşük akım kaynakları ile sınırlıdır, çünkü tükenme fetleri genellikle çok yüksek RDSon'a sahiptir. Bu tipik devre:
Sinyal voltajı çok yüksek olsa bile, kapı zener voltajında tutulacaktır. Bu nedenle çıktı Vz + VGS eşik değerinin üzerine çıkamaz, çünkü mosfet daha sonra iletimi durduracaktır. Aslında bir regülatör gibi çalışır ve sinyali sıkıştırır. Bununla IC girişlerini koruyabilirsiniz, nominal durumda tek sonuç mosfet'in RDSon'udur (sadece bir direnç ve bir zenerden daha düşük empedans).
Yukarıdaki devrenin basit bir NPN regülatörü gibi göründüğüne dikkat edin. Bununla birlikte, büyük bir fark var: NPN regülatörü ile çıkış voltajı Vz-0.6V'da. FET'in tükenmesi ile çıkış voltajı Vz + VGSth'dir. Kenetlenmiş çıkış yukarıda referans.
Bir regülatör ile aşırı gerilim koruma kullanımına başka bir örnek:
Prensip yukarıdaki ile aynıdır, ancak regülatör çıkışını doğrudan kapıya beslenen referans olarak kullanıyoruz (zener önlenebilir). FET'in çıktısının referansın üstünde olduğu yer burasıdır: referans, regüle edilmiş 5V'dir, regülatör bırakması için VGSth'e izin vereceğinizi bilirsiniz.
Bu nedenle, yüksek voltaj değerleri için tükenme FET'leri kolayca elde edilebildiğinden, bir regülatörün birkaç yüz volta kolayca dayanabilmesini sağlayabilirsiniz (şebeke voltajı için yararlıdır). Bir kez daha, bunun sadece düşük akımlar için yapılabileceğini unutmayın (birkaç on mA).
Entegre devreler içinde:
Aynı zamanda mantık IC'lerinde de kullanılmıştır (80'lerin başında).
Temel olarak, şimdi CMOS IC'lerinde kullanılan P-tipi FET yerine yüksek seviye geçiş elemanı olarak kullanıldılar. Çoğunlukla, çıkış düşük olduğunda değeri daha yüksek olan, güç tüketimini azaltmak ve hala yüksek seviyeli empedansa sahip olan bir çekme direnci olarak işlev gördü. İnverter kapılı örnek:
Bkz "tükenmesi-load_NMOS_logic" Wikipedia girişi .
Ek kaynaklar
Daha fazla bilgi için çeşitli uygulama notları vardır:
- adlı Infineon , genel tüketim FET kullanımlarını tarif eden (SMPS başlatma devresi örnek bu doküman gelir).
- dan IXYS , birçok güncel kaynaklar kullanımını decribing. (7805 örnek devre ile aşırı gerilim koruması bu belgeden gelir).
- adlı Maxim , sinyaller için voltaj koruma tarif.
- dan ALD da tükenmesi modlu FET üretimiyle ilgili bilgiler verir.
Tükenme modu fetleri, çok düşük voltaj işleminin istendiği enerji toplamada faydalıdır. Tipik bir tükenme modu fet, bir Si BJT'den daha iyi performans gösterecek ve hatta bir Ge BJT'den daha iyi bir performans sergileyecektir. Ge BJT'lerden daha az istenmeyen. Başka bir kullanım, Vintage radyoları geri yüklerken Vana değiştirme. Ses vanaları kolayca bulunabilir, ancak Radyo Vanaları bazen ahenksizdir.
Ne geliştirme ne de tükenme modu olmayan bir cihaza ne dersiniz? Yoksa belirsiz bir şekilde ya da diğeri mi?
Birçok CMOS işleminin içinde "doğal" transistörler vardır. Bunlar, belirli implantların uygulanmadığı ve bu nedenle çok düşük eşik voltajlarına sahip transistörlerdir. Bazı işlemlerde bu eşik negatiftir (NMOS için) ve dolayısıyla bir tükenme cihazıdır.
Bunlar, öngerilim devrelerinde, raylara giden çekme / inişlerde ve Raydan Demiryoluna (RR) çalışma için op-amperlerde kullanılabilmeleri için mevcuttur. RR operasyonunu almak için doğal transistörlere sahip olmak gerekli olmamasına rağmen.
Bir öngerilim devresinde çok kullanışlıdırlar, bu nedenle güç açma sırasında aktif kontrole sahip olabilirsiniz (önce bu devreler canlanır) ve ayrıca çalışma aralığını artırabilirsiniz, örneğin klasik bir akım aynası raylara yakın (Vth'nin altında) çalışmaz . Eşik altı işlem bölgesinde normal bir cihazı kontrol etmek için etkin bir cihaz kullanabilirsiniz.
Yani günümüz dünyasında bile bu cihazlar şüphelendiğinden çok daha yaygın.
Not olarak, bu cihazlardaki Wikipedia girişi, ek implantların olduğunu belirtmekte yanlıştır. Bazı durumlarda doğru olsa da, bildiğim yaklaşık 5 farklı dökümhanede bu cihazların işlem adımları kaldırıldı .