สวิตช์ mosfet

ข้อดีและข้อเสียของสวิตช์ MOSFET

มีข้อดีหลายประการเมื่อใช้สวิตช์ MOSFET เมื่อเทียบกับตัวเลือกอื่น ๆ ข้อดีเหล่านี้รวมถึงความต้านทานในสถานะ ON ต่ำ ความเร็วในการสลับที่รวดเร็ว และความต้องการในการขับเคลื่อนเกตที่ลดลง นอกจากนี้ความต้านทานขาเข้าสูงทำให้เหมาะสมสำหรับการเชื่อมต่อกับวงจรทรานสฟอร์มเมอร์ควบคุมพลังงานต่ำ

แม้ว่าจะเป็นเช่นนั้น ก็ยังสำคัญไม่แพ้กันที่จะต้องกล่าวถึงข้อเสียบางประการที่มาพร้อมกับสวิตช์ MOSFET ข้อเสียที่เด่นชัดของสิ่งเหล่านี้คือมีแนวโน้มที่จะเกิดภาวะความร้อนล้น การทำงานของ MOSFET ในแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสูงสามารถสร้างความร้อนมากขึ้น ส่งผลให้ความต้านทานลดลง เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ จะทำให้เกิดความร้อนเกินจนนำไปสู่การล้มเหลว

ยังมีข้อเสียอีกอย่างหนึ่งของสวิตช์ MOSFET ซึ่งไวต่อการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต (โดยทั่วไปเรียกว่า ESD) อาจทำลายชั้นออกไซด์ของเกตในตัว MOS เอง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้มักจะทำให้ประสิทธิภาพลดลงหรืออาจทำลายตัวอุปกรณ์

การเลือกสวิตช์ที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันของคุณ

การเลือกใช้สวิตช์ประเภทต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับปัจจัย เช่น ระดับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่จำเป็น ความถี่ในการเปิด-ปิด เป็นต้น โดยทั่วไปแล้ว สวิตช์ MOSFET ทำงานได้ดีในแอปพลิเคชันที่ต้องการกำลังไฟฟ้าสูง ความเร็วในการสลับที่รวดเร็ว และความต้านทานต่ำเมื่อเปิด

สำหรับแอปพลิเคชันที่ให้ความสำคัญกับความสามารถในการควบคุม BJT อาจเป็นตัวเลือกหนึ่ง BJTs เป็นที่นิยมในแอปพลิเคชันที่ใช้พลังงานต่ำ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วจะมีการเพิ่มกระแสสูงกว่าและมีแรงดันอิเล็กโตรลูกเบี้ยต่ำกว่า MOSFETs45 ซึ่งทำให้พวกมันเป็นที่ต้องการขึ้นอยู่กับสถานการณ์

ปัญหาที่เกิดจากสวิตช์ MOSFET และวิธีแก้ไข

ปัญหาทั่วไปของสวิตช์ MOSFET คือภาวะความร้อนเกินที่ควบคุมไม่ได้ MOSFET สามารถถูกไฟฟ้าช็อตได้จากการปล่อยพัลส์เร็วเท่านั้น มิฉะนั้นอาจทำงานได้นานหลายวินาทีหรือแม้กระทั่งนาทีก่อนจะไหม้ ควรใช้ฮีตซิงก์บน MOSFET เพื่อป้องกันสิ่งนี้ -- โดยมีอัตราการระบายความร้อนเท่ากับจำนวนวัตต์ที่ตัวต้านทานร้อนขึ้น หากคุณตั้งใจจะขับเคลื่อนต่อเนื่องและด้วยอัตราการยิงเร็ว (แม้ว่าพวกเขาจะไม่กลายเป็นทางเลือกที่เหมาะสมมากนัก) - หรือลดแรงดัน/กระแสลงเมื่อเวลาในการทำงานนานขึ้น -`ccc

นอกจากนี้ การกระแทกไฟฟ้าสถิต (ESD) โดยไม่ตั้งใจสามารถทำลายชั้นออกไซด์ของเกตในสวิตช์ MOSFET ได้ ความเสี่ยงคือ ESD สามารถเกิดขึ้นได้หาก MOSFET มีรอยแตกร้าวและเกิดการสัมผัสกับเทอร์มินัลของเกต ซึ่งจำเป็นต้องจัดการอย่างระมัดระวัง

แรงดันไฟฟ้าการขับเคลื่อนไม่เพียงพอ (Vs) การเชื่อมต่อผิด หรือวงจรสั้น ในกรณีที่พบปัญหาใด ๆ เหล่านี้ การตรวจสอบจุดบกพร่องจะทำบนสายและชิ้นส่วนอื่น ๆ โดยอาจมีการโทรเข้ามาขณะอยู่ในรถพ่วงเพื่อระบุชิ้นส่วนที่เสียหาย

วงจรสวิตช์ MOSFET แบบ Breadboard สำหรับมือใหม่ บทเรียนทีละขั้นตอน

MOSFET แม้ว่าสิ่งนี้อาจดูน่ากลัวสำหรับผู้ที่เพิ่งเริ่มต้นในวงการอิเล็กทรอนิกส์ แต่มันสามารถเป็นโครงการง่าย ๆ ที่ใช้เวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงหากมีชิ้นส่วนที่ถูกต้องและอดทน ต่อไปนี้คือคู่มือลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับวิธีสร้างวงจรสวิตช์ MOSFET พื้นฐานของคุณเองทีละขั้นตอน

สิ่งที่คุณต้องการ: นี่คือสิ่งที่คุณต้องการ เทรนสิสเตอร์ MOSFET, IC ไดรเวอร์เกต (2 ชิ้น), ไดโอดชนิด Schottky และขั้นตอนของ LF generator

เชื่อมต่อ MOSFET: ใช้ตัวต้านทานเชื่อมต่อระหว่างเกตและซอร์สของ IGBT/MOSFET เพื่อจำกัดกระแสขับเคลื่อน ใส่ไดโอดชนิด Schottky ขนานกับ MOSFET

IC เครื่องขับเกตควรเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟและสัญญาณควบคุม โดยมีตัวต้านทานการกระชากกระแสอยู่ระหว่างทั้งสอง

ขั้นตอนที่ 2: เชื่อมต่อโหลดกับ mosfet ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อกราวด์ถูกต้อง

การทดสอบวงจร: เปิดสัญญาณควบคุมการขับของ IC เครื่องขับเกตเพื่อตรวจสอบวงจร MOSFET จะสามารถเปิดและปิดได้อย่างสะดวก และอนุญาตให้กระแสไหลผ่านโหลด

สรุปMOSFET สวิตช์เป็นอุปกรณ์หลายความสามารถที่ใช้ในการสลับพลังงานจำนวนมาก มีรูปแบบการทำงานหลากหลาย รวมถึงข้อดีเช่น ความต้านทานต่ำเมื่อเปิด, ความเร็วในการสลับสูง และความต้องการแรงขับเกตต่ำมาก แต่ยังมีความท้าทายเช่น การหลบหนีทางความร้อนหรือความไวต่อการปล่อยประจุสถิระ ถ้าคุณเลือกประเภทของทรานซิสเตอร์ MOSFET ที่เหมาะสมพร้อมกับการออกแบบวงจรที่ดีทุกอย่างจะทำงานได้อย่างราบรื่นและหลีกเลี่ยงปัญหาทั่วไปได้