Якія перавагі сілавых MOSFET?

Якія перавагі сілавых MOSFET?

Час публікацыі: 5 снежня 2024 г
Сілавыя МАП-транзістары сталі прыладай выбару ў сучаснай сілавой электроніцы, зрабіўшы рэвалюцыю ў індустрыі дзякуючы сваім найвышэйшым характарыстыкам. Гэты ўсёабдымны аналіз даследуе шматлікія перавагі, якія робяць сілавыя MOSFET незаменнымі ў сучасных электронных сістэмах.

1. Праца з кіраваным напругай

У адрозненне ад біпалярных транзістараў (BJT), якія з'яўляюцца прыладамі з кіраваннем токам, сілавыя MOSFET кіруюць напругай. Гэтая фундаментальная характарыстыка дае некалькі істотных пераваг:

  • Спрошчаныя патрабаванні да прывада варот
  • Меншае энергаспажыванне ў ланцугу кіравання
  • Больш хуткія магчымасці пераключэння
  • Няма праблем з другаснай паломкай

Параўнанне схем прывада засаўкі BJT і MOSFET

Малюнак 1: Спрошчаныя патрабаванні да прывада засаўкі MOSFET у параўнанні з BJT

2. Найвышэйшая прадукцыйнасць пераключэння

Магутныя МАП-транзістары вылучаюцца ў прылажэннях высокачашчыннай камутацыі, прапаноўваючы мноства пераваг у параўнанні з традыцыйнымі BJT:

Параўнанне хуткасці пераключэння паміж MOSFET і BJT

Малюнак 2: Параўнанне хуткасці пераключэння паміж MOSFET і BJT

Параметр Магутнасць MOSFET BJT
Хуткасць пераключэння Вельмі хутка (дыяпазон нс) Умераны (дыяпазон мкс)
Страты пры пераключэнні Нізкі Высокі
Максімальная частата пераключэння >1 МГц ~100 кГц

3. Цеплавыя характарыстыкі

Магутныя MOSFET дэманструюць выдатныя цеплавыя характарыстыкі, якія спрыяюць іх надзейнасці і прадукцыйнасці:

Цеплавыя характарыстыкі і тэмпературны каэфіцыент

Малюнак 3: Тэмпературны каэфіцыент RDS(on) у сілавых MOSFET

  • Станоўчы тэмпературны каэфіцыент прадухіляе цеплавыя ўцёкі
  • Лепшы абмен токам пры паралельнай працы
  • Больш высокая тэрмічная стабільнасць
  • Больш шырокая бяспечная зона дзеяння (SOA)

4. Нізкае супраціўленне стану

Сучасныя сілавыя МАП-транзістары забяспечваюць надзвычай нізкае супраціўленне ўключанага стану (RDS(on)), што прыводзіць да некалькіх пераваг:

Гістарычная тэндэнцыя паляпшэння RDS(on).

Малюнак 4: Гістарычнае паляпшэнне MOSFET RDS (уключана)

5. Паралельная магчымасць

Дзякуючы станоўчаму тэмпературнаму каэфіцыенту сілавыя МОП-транзістары могуць быць лёгка падключаны паралельна для больш высокіх токаў:

Паралельная праца MOSFET

Малюнак 5: Раздзяленне току ў паралельна злучаных MOSFET

6. Трываласць і надзейнасць

Магутныя MOSFETs забяспечваюць выдатную трываласць і надзейнасць:

  • Другаснага з'явы паломкі няма
  • Унутраны дыёд для абароны ад зваротнага напружання
  • Выдатная лавіназдольнасць
  • Высокая здольнасць dV/dt

Параўнанне бяспечных аперацыйных зон

Малюнак 6: Параўнанне бяспечнай рабочай зоны (SOA) паміж MOSFET і BJT

7. Эканамічнасць

У той час як асобныя сілавыя МАП-транзістары могуць мець больш высокі першапачатковы кошт у параўнанні з BJT, іх агульныя перавагі на сістэмным узроўні часта прыводзяць да эканоміі сродкаў:

  • Спрошчаныя схемы прывада памяншаюць колькасць кампанентаў
  • Больш высокая эфектыўнасць зніжае патрабаванні да астуджэння
  • Больш высокая надзейнасць зніжае выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне
  • Меншы памер дазваляе ствараць кампактныя канструкцыі

8. Будучыя тэндэнцыі і ўдасканаленні

Перавагі сілавых MOSFET працягваюць паляпшацца з тэхналагічнымі дасягненнямі:

Будучыя тэндэнцыі ў тэхналогіі MOSFET

Малюнак 7: Эвалюцыя і будучыя тэндэнцыі ў тэхналогіі магутнасці MOSFET