MOSFET মূল মৌলিক জ্ঞান এবং প্রয়োগ

কেন অবক্ষয় মোড জন্যMOSFETsব্যবহার করা হয় না, এটি নীচে পেতে সুপারিশ করা হয় না.

এই দুটি বর্ধন-মোড MOSFET-এর জন্য, NMOS বেশি ব্যবহৃত হয়। কারণ হল যে অন-রেজিস্ট্যান্স ছোট এবং তৈরি করা সহজ। অতএব, NMOS সাধারণত বিদ্যুৎ সরবরাহ এবং মোটর ড্রাইভ অ্যাপ্লিকেশন স্যুইচিং ব্যবহার করা হয়। নিম্নলিখিত ভূমিকাতে, NMOS বেশিরভাগই ব্যবহৃত হয়।

MOSFET এর তিনটি পিনের মধ্যে একটি পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স রয়েছে। এটি আমাদের যা প্রয়োজন তা নয়, তবে উত্পাদন প্রক্রিয়ার সীমাবদ্ধতার কারণে এটি ঘটে। একটি ড্রাইভ সার্কিট ডিজাইন বা নির্বাচন করার সময় পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্সের অস্তিত্ব এটিকে আরও ঝামেলার করে তোলে, তবে এটি এড়ানোর কোন উপায় নেই। আমরা পরে বিস্তারিত পরিচয় করিয়ে দেব।

ড্রেন এবং উৎসের মধ্যে একটি পরজীবী ডায়োড আছে। একে বডি ডায়োড বলা হয়। ইন্ডাকটিভ লোড (যেমন মোটর) চালানোর সময় এই ডায়োড খুবই গুরুত্বপূর্ণ। যাইহোক, বডি ডায়োড শুধুমাত্র একটি একক MOSFET-এ বিদ্যমান এবং সাধারণত একটি ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট চিপের ভিতরে পাওয়া যায় না।

 

2. MOSFET পরিবাহী বৈশিষ্ট্য

পরিচালনা মানে একটি সুইচ হিসাবে কাজ করা, যা সুইচ বন্ধ হওয়ার সমতুল্য।

NMOS-এর বৈশিষ্ট্য হল Vgs একটি নির্দিষ্ট মানের থেকে বেশি হলে এটি চালু হবে। এটি ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত যখন উৎসটি গ্রাউন্ড করা হয় (লো-এন্ড ড্রাইভ), যতক্ষণ না গেট ভোল্টেজ 4V বা 10V এ পৌঁছায়।

PMOS-এর বৈশিষ্ট্য হল Vgs একটি নির্দিষ্ট মানের থেকে কম হলে এটি চালু হবে, যেটি এমন পরিস্থিতিতে উপযুক্ত যেখানে উৎসটি VCC (হাই-এন্ড ড্রাইভ) এর সাথে সংযুক্ত থাকে। তবে, যদিওপিএমওএসহাই-এন্ড ড্রাইভার হিসাবে সহজেই ব্যবহার করা যেতে পারে, NMOS সাধারণত বড় অন-রেজিস্ট্যান্স, উচ্চ মূল্য এবং কিছু প্রতিস্থাপনের কারণে হাই-এন্ড ড্রাইভারগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

 

3. এমওএস সুইচ টিউব ক্ষতি

এটি এনএমওএস বা পিএমওএস হোক না কেন, এটি চালু করার পরে একটি অন-প্রতিরোধ থাকে, তাই কারেন্ট এই প্রতিরোধের শক্তি ব্যবহার করবে। ক্ষয়প্রাপ্ত শক্তির এই অংশকে পরিবাহী ক্ষতি বলে। একটি ছোট অন-রেজিস্ট্যান্স সহ একটি MOSFET বেছে নিলে পরিবাহী ক্ষতি কম হবে। আজকের লো-পাওয়ার MOSFET অন-রেজিস্ট্যান্স সাধারণত দশ মিলিওহমের কাছাকাছি, এবং বেশ কিছু মিলিওহমও আছে।

যখন MOSFET চালু এবং বন্ধ করা হয়, এটি অবিলম্বে সম্পূর্ণ করা উচিত নয়। MOS জুড়ে ভোল্টেজের একটি হ্রাস প্রক্রিয়া রয়েছে এবং প্রবাহিত কারেন্টের একটি ক্রমবর্ধমান প্রক্রিয়া রয়েছে। এই সময়ের মধ্যে, দMOSFET এরক্ষতি হল ভোল্টেজ এবং কারেন্টের গুণফল, যাকে সুইচিং লস বলে। সাধারণত স্যুইচিং লস কন্ডাকশন লসের চেয়ে অনেক বেশি হয় এবং যত দ্রুত স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি তত বেশি ক্ষতি হয়।

সঞ্চালনের মুহুর্তে ভোল্টেজ এবং কারেন্টের গুণফল খুব বড়, যার ফলে প্রচুর ক্ষতি হয়। স্যুইচিং সময় সংক্ষিপ্ত করা প্রতিটি সঞ্চালনের সময় ক্ষতি কমাতে পারে; সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি কমিয়ে প্রতি ইউনিট সময় সুইচের সংখ্যা কমাতে পারে। উভয় পদ্ধতিই সুইচিং ক্ষতি কমাতে পারে।

MOSFET চালু হলে তরঙ্গরূপ। এটি দেখা যায় যে পরিবাহনের মুহুর্তে ভোল্টেজ এবং কারেন্টের গুণফল অনেক বড় এবং সৃষ্ট ক্ষতিও অনেক বড়। স্যুইচিং সময় কমিয়ে প্রতিটি সঞ্চালনের সময় ক্ষতি কমাতে পারে; সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি কমিয়ে প্রতি ইউনিট সময় সুইচের সংখ্যা কমাতে পারে। উভয় পদ্ধতিই সুইচিং ক্ষতি কমাতে পারে।

 

4. MOSFET ড্রাইভার

বাইপোলার ট্রানজিস্টরের সাথে তুলনা করে, এটি সাধারণত বিশ্বাস করা হয় যে একটি MOSFET চালু করার জন্য কোন কারেন্টের প্রয়োজন হয় না, যতক্ষণ না GS ভোল্টেজ একটি নির্দিষ্ট মানের থেকে বেশি হয়। এটি করা সহজ, তবে আমাদের গতিও দরকার।

MOSFET এর কাঠামোতে দেখা যায় যে GS এবং GD এর মধ্যে একটি পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স রয়েছে এবং MOSFET এর ড্রাইভিং আসলে ক্যাপাসিটরের চার্জ এবং ডিসচার্জ। ক্যাপাসিটর চার্জ করার জন্য একটি কারেন্ট প্রয়োজন, কারণ চার্জ করার মুহূর্তে ক্যাপাসিটরটিকে একটি শর্ট সার্কিট হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে, তাই তাত্ক্ষণিক কারেন্ট অপেক্ষাকৃত বড় হবে। একটি MOSFET ড্রাইভার নির্বাচন/ডিজাইন করার সময় সর্বপ্রথম যে বিষয়টিতে মনোযোগ দিতে হবে তা হল তাৎক্ষণিক শর্ট-সার্কিট কারেন্টের পরিমাণ। আমি

দ্বিতীয় জিনিসটি লক্ষণীয় যে NMOS, যা সাধারণত হাই-এন্ড ড্রাইভিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়, চালু করার সময় গেট ভোল্টেজ সোর্স ভোল্টেজের চেয়ে বেশি হওয়া প্রয়োজন। যখন হাই-সাইড চালিত MOSFET চালু করা হয়, তখন সোর্স ভোল্টেজ ড্রেন ভোল্টেজ (VCC) এর মতোই হয়, তাই গেট ভোল্টেজ এই সময়ে VCC থেকে 4V বা 10V বেশি। আপনি যদি একই সিস্টেমে ভিসিসির চেয়ে বড় ভোল্টেজ পেতে চান তবে আপনার একটি বিশেষ বুস্ট সার্কিট প্রয়োজন। অনেক মোটর ড্রাইভার ইন্টিগ্রেটেড চার্জ পাম্প আছে. এটি লক্ষ করা উচিত যে MOSFET চালানোর জন্য পর্যাপ্ত শর্ট-সার্কিট কারেন্ট পাওয়ার জন্য একটি উপযুক্ত বাহ্যিক ক্যাপাসিটর নির্বাচন করা উচিত।

 

উপরে উল্লিখিত 4V বা 10V হল সাধারণত ব্যবহৃত MOSFET-এর টার্ন-অন ভোল্টেজ, এবং অবশ্যই ডিজাইনের সময় একটি নির্দিষ্ট মার্জিনের অনুমতি দেওয়া প্রয়োজন। এবং ভোল্টেজ যত বেশি হবে পরিবাহী গতি তত দ্রুত এবং পরিবাহী প্রতিরোধ ক্ষমতা তত কম হবে। এখন বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত ছোট পরিবাহী ভোল্টেজ সহ MOSFET আছে, কিন্তু 12V স্বয়ংচালিত ইলেকট্রনিক সিস্টেমে, সাধারণত 4V পরিবাহী যথেষ্ট।

 

MOSFET ড্রাইভার সার্কিট এবং এর ক্ষতির জন্য, অনুগ্রহ করে মাইক্রোচিপের AN799 ম্যাচিং MOSFET ড্রাইভারগুলি MOSFET-এর সাথে দেখুন। এটা খুব বিস্তারিত, তাই আমি আর লিখব না.

 

সঞ্চালনের মুহুর্তে ভোল্টেজ এবং কারেন্টের গুণফল খুব বড়, যার ফলে প্রচুর ক্ষতি হয়। স্যুইচিং সময় কমিয়ে প্রতিটি সঞ্চালনের সময় ক্ষতি কমাতে পারে; সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি কমিয়ে প্রতি ইউনিট সময় সুইচের সংখ্যা কমাতে পারে। উভয় পদ্ধতিই সুইচিং ক্ষতি কমাতে পারে।

MOSFET হল এক প্রকার FET (অন্যটি হল JFET)। এটি এনহ্যান্সমেন্ট মোড বা ডিপ্লেশন মোড, পি-চ্যানেল বা এন-চ্যানেল, মোট 4 প্রকারে তৈরি করা যেতে পারে। যাইহোক, শুধুমাত্র এনহ্যান্সমেন্ট-মোড এন-চ্যানেল MOSFET ব্যবহার করা হয়। এবং এনহ্যান্সমেন্ট-টাইপ পি-চ্যানেল MOSFET, তাই NMOS বা PMOS সাধারণত এই দুই ধরনের উল্লেখ করে।

 

5. MOSFET অ্যাপ্লিকেশন সার্কিট?

MOSFET-এর সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্য হল এর ভাল সুইচিং বৈশিষ্ট্য, তাই এটি সার্কিটগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় যেগুলির জন্য ইলেকট্রনিক সুইচের প্রয়োজন হয়, যেমন বিদ্যুত সরবরাহ এবং মোটর ড্রাইভের স্যুইচিং, সেইসাথে আলো কমানো।

 

আজকের MOSFET ড্রাইভারদের বেশ কিছু বিশেষ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে:

1. কম ভোল্টেজ আবেদন

একটি 5V পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করার সময়, যদি এই সময়ে একটি ঐতিহ্যগত টোটেম পোল স্ট্রাকচার ব্যবহার করা হয়, যেহেতু ট্রানজিস্টরের ভোল্টেজ ড্রপ প্রায় 0.7V, গেটে প্রয়োগ করা প্রকৃত চূড়ান্ত ভোল্টেজ মাত্র 4.3V। এই সময়ে, আমরা নামমাত্র গেট ক্ষমতা নির্বাচন

একটি 4.5V MOSFET ব্যবহার করার সময় একটি নির্দিষ্ট ঝুঁকি আছে। 3V বা অন্যান্য কম-ভোল্টেজ পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করার সময়ও একই সমস্যা দেখা দেয়।

2. ওয়াইড ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশন

ইনপুট ভোল্টেজ একটি নির্দিষ্ট মান নয়, এটি সময় বা অন্যান্য কারণের সাথে পরিবর্তিত হবে। এই পরিবর্তনের ফলে PWM সার্কিট দ্বারা MOSFET-এ প্রদত্ত ড্রাইভিং ভোল্টেজ অস্থির হয়ে ওঠে।

উচ্চ গেট ভোল্টেজের অধীনে MOSFET-কে নিরাপদ করার জন্য, অনেক MOSFET-তে গেট ভোল্টেজের প্রশস্ততা জোরপূর্বক সীমাবদ্ধ করার জন্য অন্তর্নির্মিত ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক রয়েছে। এই ক্ষেত্রে, যখন প্রদত্ত ড্রাইভিং ভোল্টেজ ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক টিউবের ভোল্টেজকে ছাড়িয়ে যায়, তখন এটি বৃহৎ স্ট্যাটিক পাওয়ার খরচের কারণ হবে।

একই সময়ে, আপনি যদি গেট ভোল্টেজ কমানোর জন্য রোধ ভোল্টেজ বিভাগের নীতিটি ব্যবহার করেন তবে ইনপুট ভোল্টেজ তুলনামূলকভাবে বেশি হলে MOSFET ভাল কাজ করবে, কিন্তু যখন ইনপুট ভোল্টেজ হ্রাস পাবে, তখন গেট ভোল্টেজ অপর্যাপ্ত হবে, যার ফলে অসম্পূর্ণ সঞ্চালন, যার ফলে বিদ্যুতের ব্যবহার বৃদ্ধি পায়।

3. ডুয়াল ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশন

কিছু কন্ট্রোল সার্কিটে, লজিক অংশটি একটি সাধারণ 5V বা 3.3V ডিজিটাল ভোল্টেজ ব্যবহার করে, যখন পাওয়ার অংশটি 12V বা তারও বেশি ভোল্টেজ ব্যবহার করে। দুটি ভোল্টেজ একটি সাধারণ মাটির সাথে সংযুক্ত।

এটি একটি সার্কিট ব্যবহার করার প্রয়োজনীয়তা বাড়ায় যাতে নিম্ন-ভোল্টেজের দিকটি উচ্চ-ভোল্টেজের দিকে MOSFET কে কার্যকরভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। একই সময়ে, উচ্চ-ভোল্টেজের দিকে MOSFETও 1 এবং 2-এ উল্লিখিত সমস্যার সম্মুখীন হবে।

এই তিনটি ক্ষেত্রে, টোটেম পোল কাঠামো আউটপুট প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না, এবং অনেক অফ-দ্য-শেল্ফ MOSFET ড্রাইভার IC-তে গেট ভোল্টেজ সীমিত কাঠামো অন্তর্ভুক্ত বলে মনে হয় না।

 

তাই আমি এই তিনটি চাহিদা মেটাতে একটি অপেক্ষাকৃত সাধারণ সার্কিট ডিজাইন করেছি।

আমি

NMOS এর জন্য ড্রাইভার সার্কিট

এখানে আমি শুধুমাত্র NMOS ড্রাইভার সার্কিটের একটি সাধারণ বিশ্লেষণ করব:

Vl এবং Vh যথাক্রমে নিম্ন-এন্ড এবং হাই-এন্ড পাওয়ার সাপ্লাই। দুটি ভোল্টেজ একই হতে পারে তবে Vl Vh এর বেশি হওয়া উচিত নয়।

Q1 এবং Q2 দুটি ড্রাইভার টিউব Q3 এবং Q4 একই সময়ে চালু না হয় তা নিশ্চিত করার সময় বিচ্ছিন্নতা অর্জনের জন্য একটি উল্টানো টোটেম মেরু তৈরি করে।

R2 এবং R3 PWM ভোল্টেজ রেফারেন্স প্রদান করে। এই রেফারেন্স পরিবর্তন করে, সার্কিটটি এমন একটি অবস্থানে পরিচালিত হতে পারে যেখানে PWM সংকেত তরঙ্গরূপ অপেক্ষাকৃত খাড়া।

Q3 এবং Q4 ড্রাইভ কারেন্ট প্রদান করতে ব্যবহৃত হয়। চালু করা হলে, Q3 এবং Q4-এ শুধুমাত্র Vh এবং GND-এর তুলনায় Vce-এর ন্যূনতম ভোল্টেজ ড্রপ থাকে। এই ভোল্টেজ ড্রপ সাধারণত প্রায় 0.3V হয়, যা 0.7V এর Vce থেকে অনেক কম।

R5 এবং R6 হল ফিডব্যাক প্রতিরোধক, গেট ভোল্টেজের নমুনা দিতে ব্যবহৃত হয়। নমুনাযুক্ত ভোল্টেজ Q5 এর মাধ্যমে Q1 এবং Q2 এর ঘাঁটিতে একটি শক্তিশালী নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া তৈরি করে, এইভাবে গেট ভোল্টেজকে একটি সীমিত মান পর্যন্ত সীমাবদ্ধ করে। এই মান R5 এবং R6 এর মাধ্যমে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।

অবশেষে, R1 Q3 এবং Q4 এর জন্য বেস কারেন্ট সীমা প্রদান করে এবং R4 MOSFET-এর জন্য গেট কারেন্ট সীমা প্রদান করে, যা Q3 এবং Q4 এর বরফের সীমা। প্রয়োজনে, একটি ত্বরণ ক্যাপাসিটর R4 এর সমান্তরালে সংযুক্ত করা যেতে পারে।

এই সার্কিট নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্য প্রদান করে:

1. হাই-সাইড MOSFET চালাতে লো-সাইড ভোল্টেজ এবং PWM ব্যবহার করুন।

2. উচ্চ গেট ভোল্টেজের প্রয়োজনীয়তা সহ একটি MOSFET চালাতে একটি ছোট প্রশস্ততা PWM সংকেত ব্যবহার করুন।

3. গেট ভোল্টেজের সর্বোচ্চ সীমা

4. ইনপুট এবং আউটপুট বর্তমান সীমা

5. উপযুক্ত প্রতিরোধক ব্যবহার করে, খুব কম শক্তি খরচ অর্জন করা যেতে পারে।

6. PWM সংকেত উল্টানো হয়। NMOS-এর এই বৈশিষ্ট্যটির প্রয়োজন নেই এবং সামনে একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করে সমাধান করা যেতে পারে।

পোর্টেবল ডিভাইস এবং ওয়্যারলেস পণ্য ডিজাইন করার সময়, পণ্যের কার্যকারিতা উন্নত করা এবং ব্যাটারির আয়ু বাড়ানো দুটি সমস্যা ডিজাইনারদের মুখোমুখি হতে হবে। DC-DC কনভার্টারগুলির উচ্চ দক্ষতা, বড় আউটপুট কারেন্ট এবং কম শান্ত কারেন্টের সুবিধা রয়েছে, যা পোর্টেবল ডিভাইসগুলিকে পাওয়ার জন্য খুব উপযুক্ত করে তোলে। বর্তমানে, DC-DC কনভার্টার ডিজাইন প্রযুক্তির বিকাশের প্রধান প্রবণতাগুলি হল: (1) উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি প্রযুক্তি: স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে সাথে সুইচিং কনভার্টারের আকারও হ্রাস পায়, পাওয়ার ঘনত্বও ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পায়, এবং গতিশীল প্রতিক্রিয়া উন্নত হয়। . লো-পাওয়ার ডিসি-ডিসি কনভার্টারগুলির সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি মেগাহার্টজ স্তরে উঠবে। (2) নিম্ন আউটপুট ভোল্টেজ প্রযুক্তি: সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন প্রযুক্তির ক্রমাগত বিকাশের সাথে, মাইক্রোপ্রসেসর এবং পোর্টেবল ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলির অপারেটিং ভোল্টেজ কম এবং কম হচ্ছে, যার জন্য ভবিষ্যতের DC-DC রূপান্তরকারীগুলিকে মাইক্রোপ্রসেসরের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে কম আউটপুট ভোল্টেজ সরবরাহ করতে হবে। প্রসেসর এবং পোর্টেবল ইলেকট্রনিক ডিভাইসের জন্য প্রয়োজনীয়তা।

এই প্রযুক্তিগুলির বিকাশ পাওয়ার চিপ সার্কিটগুলির ডিজাইনের জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তাকে এগিয়ে দিয়েছে। প্রথমত, যেহেতু সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি বাড়তে থাকে, স্যুইচিং এলিমেন্টের পারফরম্যান্সে উচ্চ প্রয়োজনীয়তা রাখা হয়। একই সময়ে, মেগাহার্টজ পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সি স্যুইচ করার সময় সুইচিং উপাদানগুলি স্বাভাবিকভাবে কাজ করে তা নিশ্চিত করার জন্য সংশ্লিষ্ট সুইচিং উপাদান ড্রাইভ সার্কিটগুলি অবশ্যই সরবরাহ করতে হবে। দ্বিতীয়ত, ব্যাটারি চালিত পোর্টেবল ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলির জন্য, সার্কিটের কাজের ভোল্টেজ কম (উদাহরণ হিসাবে লিথিয়াম ব্যাটারি নিলে, কাজের ভোল্টেজ হল 2.5~3.6V), তাই, পাওয়ার চিপের কাজের ভোল্টেজ কম।

 

MOSFET এর খুব কম অন-প্রতিরোধ রয়েছে এবং কম শক্তি খরচ করে। MOSFET প্রায়শই বর্তমান জনপ্রিয় উচ্চ-দক্ষ DC-DC চিপগুলিতে পাওয়ার সুইচ হিসাবে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, MOSFET-এর বৃহৎ পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্সের কারণে, NMOS স্যুইচিং টিউবগুলির গেট ক্যাপাসিট্যান্স সাধারণত দশ পিকোফ্যারাডের মতো বেশি। এটি উচ্চ অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি ডিসি-ডিসি কনভার্টার স্যুইচিং টিউব ড্রাইভ সার্কিটের ডিজাইনের জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তাকে এগিয়ে রাখে।

লো-ভোল্টেজ ULSI ডিজাইনে, বুটস্ট্র্যাপ বুস্ট স্ট্রাকচার এবং বড় ক্যাপাসিটিভ লোড হিসেবে ড্রাইভ সার্কিট ব্যবহার করে বিভিন্ন ধরনের CMOS এবং BiCMOS লজিক সার্কিট রয়েছে। এই সার্কিটগুলি সাধারণত 1V এর চেয়ে কম পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজের সাথে কাজ করতে পারে এবং 1 থেকে 2pF এর লোড ক্যাপাসিট্যান্স সহ কয়েক মেগাহার্টজ বা এমনকি কয়েকশ মেগাহার্টজ ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করতে পারে। এই নিবন্ধটি একটি বুটস্ট্র্যাপ বুস্ট সার্কিট ব্যবহার করে একটি বড় লোড ক্যাপ্যাসিট্যান্স ড্রাইভ ক্ষমতা সহ একটি ড্রাইভ সার্কিট ডিজাইন করতে যা কম ভোল্টেজ, উচ্চ সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি বুস্ট ডিসি-ডিসি কনভার্টারগুলির জন্য উপযুক্ত। সার্কিটটি Samsung AHP615 BiCMOS প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে ডিজাইন করা হয়েছে এবং Hspice সিমুলেশন দ্বারা যাচাই করা হয়েছে। যখন সরবরাহের ভোল্টেজ 1.5V হয় এবং লোড ক্যাপাসিট্যান্স 60pF হয়, তখন অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি 5MHz-এর বেশি হতে পারে।

আমি

MOSFET স্যুইচিং বৈশিষ্ট্য

আমি

1. স্ট্যাটিক বৈশিষ্ট্য

একটি স্যুইচিং উপাদান হিসাবে, MOSFET দুটি অবস্থায় কাজ করে: বন্ধ বা চালু। যেহেতু MOSFET একটি ভোল্টেজ-নিয়ন্ত্রিত উপাদান, তাই এর কাজের অবস্থা প্রধানত গেট-সোর্স ভোল্টেজ uGS দ্বারা নির্ধারিত হয়।

 

কাজের বৈশিষ্ট্যগুলি নিম্নরূপ:

※ uGS＜টার্ন-অন ভোল্টেজ UT: MOSFET কাট-অফ এলাকায় কাজ করে, ড্রেন-সোর্স কারেন্ট আইডিএস মূলত 0, আউটপুট ভোল্টেজ uDS≈UDD, এবং MOSFET "অফ" অবস্থায় আছে।

※ uGS>টার্ন-অন ভোল্টেজ UT: MOSFET পরিবাহী অঞ্চলে কাজ করে, ড্রেন-সোর্স কারেন্ট iDS=UDD/(RD+rDS)। তাদের মধ্যে, rDS হল ড্রেন-সোর্স রেজিস্ট্যান্স যখন MOSFET চালু থাকে। আউটপুট ভোল্টেজ UDS=UDD?rDS/(RD+rDS), যদি rDS＜＜RD, uDS≈0V হয়, MOSFET "চালু" অবস্থায় থাকে।

2. গতিশীল বৈশিষ্ট্য

MOSFET-এরও একটি ট্রানজিশন প্রক্রিয়া আছে যখন চালু এবং বন্ধ অবস্থার মধ্যে স্যুইচ করা হয়, কিন্তু এর গতিশীল বৈশিষ্ট্যগুলি প্রধানত সার্কিটের সাথে সম্পর্কিত স্ট্রে ক্যাপাসিট্যান্স চার্জ এবং ডিসচার্জ করার জন্য প্রয়োজনীয় সময়ের উপর নির্ভর করে এবং যখন টিউব নিজেই চালু এবং বন্ধ থাকে তখন চার্জ জমে ও স্রাব হয়। অপচয়ের সময় খুবই ছোট।

যখন ইনপুট ভোল্টেজ UI উচ্চ থেকে নিম্নে পরিবর্তিত হয় এবং MOSFET অন স্টেট থেকে অফ স্টেটে পরিবর্তিত হয়, তখন পাওয়ার সাপ্লাই UDD RD এর মাধ্যমে স্ট্রে ক্যাপ্যাসিট্যান্স CL চার্জ করে এবং চার্জিং টাইম ধ্রুবক τ1=RDCL। অতএব, আউটপুট ভোল্টেজ uo নিম্ন স্তর থেকে উচ্চ স্তরে পরিবর্তন করার আগে একটি নির্দিষ্ট বিলম্বের মধ্য দিয়ে যেতে হবে; যখন ইনপুট ভোল্টেজ UI নিম্ন থেকে উচ্চে পরিবর্তিত হয় এবং MOSFET অফ স্টেট থেকে অন স্টেটে পরিবর্তিত হয়, তখন স্ট্রে ক্যাপ্যাসিট্যান্স CL-এর চার্জ rDS এর মধ্য দিয়ে যায় ডিসচার্জ একটি স্রাব সময় ধ্রুবক τ2≈rDSCL এর সাথে ঘটে। এটি দেখা যায় যে আউটপুট ভোল্টেজ Uo-কে নিম্ন স্তরে রূপান্তর করার আগে একটি নির্দিষ্ট বিলম্বের প্রয়োজন হয়। কিন্তু যেহেতু rDS RD থেকে অনেক ছোট, কাট-অফ থেকে পরিবাহীতে রূপান্তর সময় পরিবাহী থেকে কাট-অফ-এ রূপান্তর সময়ের চেয়ে কম।

যেহেতু MOSFET এর ড্রেন-সোর্স রেজিস্ট্যান্স rDS ট্রানজিস্টরের স্যাচুরেশন রেজিস্ট্যান্স rCES এর থেকে অনেক বড় এবং এক্সটার্নাল ড্রেন রেজিস্ট্যান্স RD ট্রানজিস্টরের কালেক্টর রেজিস্ট্যান্স RC থেকেও বড়, তাই চার্জিং এবং ডিসচার্জিং টাইম MOSFET এর দীর্ঘ, MOSFET তৈরি করে সুইচিং গতি তার চেয়ে কম একটি ট্রানজিস্টরের। যাইহোক, CMOS সার্কিটগুলিতে, যেহেতু চার্জিং সার্কিট এবং ডিসচার্জিং সার্কিট উভয়ই কম-প্রতিরোধী সার্কিট, তাই চার্জিং এবং ডিসচার্জিং প্রক্রিয়াগুলি তুলনামূলকভাবে দ্রুত হয়, যার ফলে CMOS সার্কিটের জন্য উচ্চ সুইচিং গতি হয়।