Όσο για το γιατί η λειτουργία εξάντλησηςMOSFETδεν χρησιμοποιούνται, δεν συνιστάται να φτάσετε στο κάτω μέρος του.
Για αυτά τα δύο MOSFET με λειτουργία βελτίωσης, το NMOS χρησιμοποιείται πιο συχνά. Ο λόγος είναι ότι το on-resistance είναι μικρό και εύκολο στην κατασκευή. Επομένως, το NMOS χρησιμοποιείται γενικά σε εφαρμογές μεταγωγής τροφοδοσίας και κίνησης κινητήρα. Στην ακόλουθη εισαγωγή, το NMOS χρησιμοποιείται κυρίως.
Υπάρχει μια παρασιτική χωρητικότητα μεταξύ των τριών ακίδων του MOSFET. Αυτό δεν είναι αυτό που χρειαζόμαστε, αλλά προκαλείται από περιορισμούς στη διαδικασία παραγωγής. Η ύπαρξη παρασιτικής χωρητικότητας το κάνει πιο ενοχλητικό κατά το σχεδιασμό ή την επιλογή ενός κυκλώματος κίνησης, αλλά δεν υπάρχει τρόπος να το αποφύγετε. Θα το παρουσιάσουμε αναλυτικά αργότερα.
Υπάρχει μια παρασιτική δίοδος μεταξύ της αποχέτευσης και της πηγής. Αυτό ονομάζεται δίοδος σώματος. Αυτή η δίοδος είναι πολύ σημαντική όταν οδηγείτε επαγωγικά φορτία (όπως κινητήρες). Παρεμπιπτόντως, η δίοδος σώματος υπάρχει μόνο σε ένα μόνο MOSFET και συνήθως δεν βρίσκεται μέσα σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα τσιπ.
2. Χαρακτηριστικά αγωγιμότητας MOSFET
Η αγωγή σημαίνει ότι λειτουργεί ως διακόπτης, κάτι που ισοδυναμεί με το κλείσιμο του διακόπτη.
Το χαρακτηριστικό του NMOS είναι ότι θα ενεργοποιηθεί όταν το Vgs είναι μεγαλύτερο από μια συγκεκριμένη τιμή. Είναι κατάλληλο για χρήση όταν η πηγή είναι γειωμένη (οδήγηση χαμηλού επιπέδου), αρκεί η τάση της πύλης να φτάσει τα 4V ή τα 10V.
Τα χαρακτηριστικά του PMOS είναι ότι θα ενεργοποιηθεί όταν το Vgs είναι μικρότερο από μια ορισμένη τιμή, η οποία είναι κατάλληλη για περιπτώσεις όπου η πηγή είναι συνδεδεμένη με VCC (μονάδα υψηλής τεχνολογίας). Ωστόσο, αν καιPMOSμπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί ως οδηγός προηγμένης τεχνολογίας, το NMOS χρησιμοποιείται συνήθως σε προγράμματα οδήγησης υψηλής τεχνολογίας λόγω της μεγάλης αντίστασης, της υψηλής τιμής και των λίγων τύπων αντικατάστασης.
3. Απώλεια σωλήνα διακόπτη MOS
Είτε πρόκειται για NMOS είτε για PMOS, υπάρχει αντίσταση ενεργοποίησης μετά την ενεργοποίησή του, οπότε το ρεύμα θα καταναλώσει ενέργεια σε αυτήν την αντίσταση. Αυτό το μέρος της ενέργειας που καταναλώνεται ονομάζεται απώλεια αγωγιμότητας. Η επιλογή ενός MOSFET με μικρή αντίσταση on-resistence θα μειώσει τις απώλειες αγωγιμότητας. Η σημερινή αντίσταση MOSFET χαμηλής ισχύος είναι γενικά περίπου δεκάδες milliohms, και υπάρχουν επίσης αρκετά milliohms.
Όταν το MOSFET ενεργοποιείται και απενεργοποιείται, δεν πρέπει να ολοκληρωθεί αμέσως. Η τάση στο MOS έχει μια φθίνουσα διαδικασία και το ρεύμα ροής έχει μια διαδικασία αύξησης. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, τοτου MOSFETΗ απώλεια είναι το γινόμενο της τάσης και του ρεύματος, το οποίο ονομάζεται απώλεια μεταγωγής. Συνήθως οι απώλειες μεταγωγής είναι πολύ μεγαλύτερες από τις απώλειες αγωγιμότητας και όσο πιο γρήγορη είναι η συχνότητα μεταγωγής τόσο μεγαλύτερες είναι οι απώλειες.
Το γινόμενο της τάσης και του ρεύματος τη στιγμή της αγωγής είναι πολύ μεγάλο, προκαλώντας μεγάλες απώλειες. Η συντόμευση του χρόνου μεταγωγής μπορεί να μειώσει την απώλεια κατά τη διάρκεια κάθε αγωγιμότητας. Η μείωση της συχνότητας μεταγωγής μπορεί να μειώσει τον αριθμό των διακοπτών ανά μονάδα χρόνου. Και οι δύο μέθοδοι μπορούν να μειώσουν τις απώλειες μεταγωγής.
Η κυματομορφή όταν είναι ενεργοποιημένο το MOSFET. Μπορεί να φανεί ότι το γινόμενο της τάσης και του ρεύματος τη στιγμή της αγωγής είναι πολύ μεγάλο και η απώλεια που προκαλείται είναι επίσης πολύ μεγάλη. Η μείωση του χρόνου μεταγωγής μπορεί να μειώσει την απώλεια κατά τη διάρκεια κάθε αγωγιμότητας. Η μείωση της συχνότητας μεταγωγής μπορεί να μειώσει τον αριθμό των διακοπτών ανά μονάδα χρόνου. Και οι δύο μέθοδοι μπορούν να μειώσουν τις απώλειες μεταγωγής.
4. Πρόγραμμα οδήγησης MOSFET
Σε σύγκριση με τα διπολικά τρανζίστορ, πιστεύεται γενικά ότι δεν απαιτείται ρεύμα για την ενεργοποίηση ενός MOSFET, εφόσον η τάση GS είναι υψηλότερη από μια ορισμένη τιμή. Αυτό είναι εύκολο να γίνει, αλλά χρειαζόμαστε επίσης ταχύτητα.
Μπορεί να φανεί στη δομή του MOSFET ότι υπάρχει μια παρασιτική χωρητικότητα μεταξύ GS και GD, και η κίνηση του MOSFET είναι στην πραγματικότητα η φόρτιση και η εκφόρτιση του πυκνωτή. Η φόρτιση του πυκνωτή απαιτεί ρεύμα, επειδή ο πυκνωτής μπορεί να θεωρηθεί ως βραχυκύκλωμα τη στιγμή της φόρτισης, επομένως το στιγμιαίο ρεύμα θα είναι σχετικά μεγάλο. Το πρώτο πράγμα που πρέπει να προσέξετε κατά την επιλογή/σχεδιασμό ενός προγράμματος οδήγησης MOSFET είναι η ποσότητα του στιγμιαίου ρεύματος βραχυκυκλώματος που μπορεί να παρέχει. ,
Το δεύτερο πράγμα που πρέπει να σημειωθεί είναι ότι το NMOS, το οποίο χρησιμοποιείται συνήθως για οδήγηση υψηλής τεχνολογίας, χρειάζεται η τάση της πύλης να είναι μεγαλύτερη από την τάση της πηγής όταν είναι ενεργοποιημένη. Όταν το MOSFET που κινείται από την υψηλή πλευρά είναι ενεργοποιημένο, η τάση πηγής είναι ίδια με την τάση αποστράγγισης (VCC), επομένως η τάση πύλης είναι 4 V ή 10 V μεγαλύτερη από το VCC αυτήν τη στιγμή. Εάν θέλετε να πάρετε μια τάση μεγαλύτερη από το VCC στο ίδιο σύστημα, χρειάζεστε ένα ειδικό κύκλωμα ενίσχυσης. Πολλοί οδηγοί κινητήρα διαθέτουν ενσωματωμένες αντλίες φόρτισης. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι θα πρέπει να επιλεγεί ένας κατάλληλος εξωτερικός πυκνωτής για να ληφθεί επαρκές ρεύμα βραχυκυκλώματος για την κίνηση του MOSFET.
Τα 4V ή 10V που αναφέρθηκαν παραπάνω είναι η τάση ενεργοποίησης των συνήθως χρησιμοποιούμενων MOSFET και φυσικά ένα ορισμένο περιθώριο πρέπει να επιτρέπεται κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού. Και όσο μεγαλύτερη είναι η τάση, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα αγωγιμότητας και τόσο μικρότερη η αντίσταση αγωγιμότητας. Τώρα υπάρχουν MOSFET με μικρότερες τάσεις αγωγιμότητας που χρησιμοποιούνται σε διαφορετικά πεδία, αλλά στα ηλεκτρονικά συστήματα αυτοκινήτων 12V, γενικά η αγωγιμότητα 4V είναι αρκετή.
Για το κύκλωμα προγράμματος οδήγησης MOSFET και τις απώλειές του, ανατρέξτε στο AN799 της Microchip Αντιστοίχιση προγραμμάτων οδήγησης MOSFET με MOSFET. Είναι πολύ αναλυτικό, οπότε δεν θα γράψω περισσότερα.
Το γινόμενο της τάσης και του ρεύματος τη στιγμή της αγωγής είναι πολύ μεγάλο, προκαλώντας μεγάλες απώλειες. Η μείωση του χρόνου μεταγωγής μπορεί να μειώσει την απώλεια κατά τη διάρκεια κάθε αγωγιμότητας. Η μείωση της συχνότητας μεταγωγής μπορεί να μειώσει τον αριθμό των διακοπτών ανά μονάδα χρόνου. Και οι δύο μέθοδοι μπορούν να μειώσουν τις απώλειες μεταγωγής.
Το MOSFET είναι ένας τύπος FET (το άλλο είναι το JFET). Μπορεί να μετατραπεί σε λειτουργία βελτίωσης ή σε λειτουργία εξάντλησης, κανάλι P ή N-κανάλι, συνολικά 4 τύπους. Ωστόσο, στην πραγματικότητα χρησιμοποιείται μόνο το MOSFET N-καναλιού λειτουργίας βελτίωσης. και MOSFET καναλιού P τύπου βελτίωσης, επομένως το NMOS ή το PMOS συνήθως αναφέρονται σε αυτούς τους δύο τύπους.
5. Κύκλωμα εφαρμογής MOSFET;
Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό του MOSFET είναι τα καλά χαρακτηριστικά μεταγωγής του, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως σε κυκλώματα που απαιτούν ηλεκτρονικούς διακόπτες, όπως τροφοδοτικά μεταγωγής και μονάδες κίνησης κινητήρα, καθώς και μείωση της έντασης φωτισμού.
Τα σημερινά προγράμματα οδήγησης MOSFET έχουν πολλές ειδικές απαιτήσεις:
1. Εφαρμογή χαμηλής τάσης
Όταν χρησιμοποιείτε τροφοδοτικό 5 V, εάν χρησιμοποιείται αυτή τη στιγμή μια παραδοσιακή δομή πόλου τοτέμ, καθώς το τρανζίστορ έχει πτώση τάσης περίπου 0,7 V, η πραγματική τελική τάση που εφαρμόζεται στην πύλη είναι μόνο 4,3 V. Αυτή τη στιγμή, επιλέγουμε την ονομαστική ισχύ της πύλης
Υπάρχει ένας συγκεκριμένος κίνδυνος όταν χρησιμοποιείτε MOSFET 4,5 V. Το ίδιο πρόβλημα παρουσιάζεται επίσης όταν χρησιμοποιείτε 3V ή άλλα τροφοδοτικά χαμηλής τάσης.
2. Ευρεία εφαρμογή τάσης
Η τάση εισόδου δεν είναι μια σταθερή τιμή, θα αλλάξει με το χρόνο ή άλλους παράγοντες. Αυτή η αλλαγή κάνει την τάση οδήγησης που παρέχεται από το κύκλωμα PWM στο MOSFET να είναι ασταθής.
Προκειμένου να καταστούν τα MOSFET ασφαλή κάτω από υψηλές τάσεις πύλης, πολλά MOSFET διαθέτουν ενσωματωμένους ρυθμιστές τάσης για να περιορίζουν με δύναμη το πλάτος της τάσης πύλης. Σε αυτήν την περίπτωση, όταν η παρεχόμενη τάση οδήγησης υπερβαίνει την τάση του σωλήνα ρυθμιστή τάσης, θα προκαλέσει μεγάλη κατανάλωση στατικής ισχύος.
Ταυτόχρονα, εάν χρησιμοποιείτε απλώς την αρχή της διαίρεσης τάσης αντίστασης για να μειώσετε την τάση της πύλης, το MOSFET θα λειτουργήσει καλά όταν η τάση εισόδου είναι σχετικά υψηλή, αλλά όταν η τάση εισόδου μειωθεί, η τάση πύλης θα είναι ανεπαρκής, προκαλώντας ατελής αγωγιμότητα, αυξάνοντας έτσι την κατανάλωση ενέργειας.
3. Εφαρμογή διπλής τάσης
Σε ορισμένα κυκλώματα ελέγχου, το λογικό τμήμα χρησιμοποιεί μια τυπική ψηφιακή τάση 5 V ή 3,3 V, ενώ το τμήμα ισχύος χρησιμοποιεί τάση 12 V ή και υψηλότερη. Οι δύο τάσεις συνδέονται σε κοινή γείωση.
Αυτό δημιουργεί την απαίτηση χρήσης κυκλώματος έτσι ώστε η πλευρά χαμηλής τάσης να μπορεί να ελέγχει αποτελεσματικά το MOSFET στην πλευρά υψηλής τάσης. Ταυτόχρονα, το MOSFET στην πλευρά της υψηλής τάσης θα αντιμετωπίσει επίσης τα προβλήματα που αναφέρονται στα 1 και 2.
Σε αυτές τις τρεις περιπτώσεις, η δομή του πόλου τοτέμ δεν μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις εξόδου και πολλά IC οδηγού MOSFET εκτός ραφιού δεν φαίνεται να περιλαμβάνουν δομές περιορισμού τάσης πύλης.
Έτσι σχεδίασα ένα σχετικά γενικό κύκλωμα για να καλύψει αυτές τις τρεις ανάγκες.
,
Κύκλωμα προγράμματος οδήγησης για NMOS
Εδώ θα κάνω μόνο μια απλή ανάλυση του κυκλώματος προγράμματος οδήγησης NMOS:
Τα Vl και Vh είναι τα τροφοδοτικά χαμηλής και υψηλής ποιότητας αντίστοιχα. Οι δύο τάσεις μπορεί να είναι ίδιες, αλλά το Vl δεν πρέπει να υπερβαίνει το Vh.
Τα Q1 και Q2 σχηματίζουν έναν ανεστραμμένο πόλο τοτέμ για να επιτευχθεί η απομόνωση, διασφαλίζοντας ταυτόχρονα ότι οι δύο σωλήνες οδηγού Q3 και Q4 δεν ανάβουν ταυτόχρονα.
Τα R2 και R3 παρέχουν την τάση αναφοράς PWM. Με την αλλαγή αυτής της αναφοράς, το κύκλωμα μπορεί να λειτουργήσει σε μια θέση όπου η κυματομορφή του σήματος PWM είναι σχετικά απότομη.
Τα Q3 και Q4 χρησιμοποιούνται για την παροχή ρεύματος κίνησης. Όταν είναι ενεργοποιημένα, τα Q3 και Q4 έχουν μόνο μια ελάχιστη πτώση τάσης Vce σε σχέση με τα Vh και GND. Αυτή η πτώση τάσης είναι συνήθως μόνο περίπου 0,3 V, η οποία είναι πολύ χαμηλότερη από την Vce των 0,7 V.
Οι R5 και R6 είναι αντιστάσεις ανάδρασης, που χρησιμοποιούνται για τη δειγματοληψία της τάσης πύλης. Η δειγματοληπτική τάση δημιουργεί μια ισχυρή αρνητική ανάδραση στις βάσεις των Q1 και Q2 έως Q5, περιορίζοντας έτσι την τάση πύλης σε μια περιορισμένη τιμή. Αυτή η τιμή μπορεί να ρυθμιστεί μέσω των R5 και R6.
Τέλος, το R1 παρέχει το όριο ρεύματος βάσης για το Q3 και το Q4 και το R4 παρέχει το όριο ρεύματος πύλης για το MOSFET, το οποίο είναι το όριο του πάγου του Q3 και του Q4. Εάν είναι απαραίτητο, ένας πυκνωτής επιτάχυνσης μπορεί να συνδεθεί παράλληλα με το R4.
Αυτό το κύκλωμα παρέχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
1. Χρησιμοποιήστε τάση χαμηλής πλευράς και PWM για να κινήσετε το MOSFET υψηλής πλευράς.
2. Χρησιμοποιήστε ένα σήμα PWM μικρού πλάτους για να οδηγήσετε ένα MOSFET με απαιτήσεις υψηλής τάσης πύλης.
3. Όριο αιχμής τάσης πύλης
4. Όρια ρεύματος εισόδου και εξόδου
5. Με τη χρήση κατάλληλων αντιστάσεων, μπορεί να επιτευχθεί πολύ χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.
6. Το σήμα PWM είναι ανεστραμμένο. Το NMOS δεν χρειάζεται αυτή τη δυνατότητα και μπορεί να λυθεί τοποθετώντας έναν μετατροπέα μπροστά.
Κατά το σχεδιασμό φορητών συσκευών και ασύρματων προϊόντων, η βελτίωση της απόδοσης του προϊόντος και η επέκταση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας είναι δύο ζητήματα που πρέπει να αντιμετωπίσουν οι σχεδιαστές. Οι μετατροπείς DC-DC έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης, του μεγάλου ρεύματος εξόδου και του χαμηλού ρεύματος ηρεμίας, γεγονός που τους καθιστά πολύ κατάλληλους για την τροφοδοσία φορητών συσκευών. Επί του παρόντος, οι κύριες τάσεις στην ανάπτυξη της τεχνολογίας σχεδιασμού μετατροπέων DC-DC είναι: (1) Τεχνολογία υψηλής συχνότητας: Καθώς αυξάνεται η συχνότητα μεταγωγής, το μέγεθος του μετατροπέα μεταγωγής μειώνεται επίσης, η πυκνότητα ισχύος αυξάνεται επίσης πολύ, και η δυναμική απόκριση βελτιώνεται. . Η συχνότητα μεταγωγής των μετατροπέων DC-DC χαμηλής ισχύος θα ανέλθει στο επίπεδο των megahertz. (2) Τεχνολογία χαμηλής τάσης εξόδου: Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας κατασκευής ημιαγωγών, η τάση λειτουργίας των μικροεπεξεργαστών και των φορητών ηλεκτρονικών συσκευών γίνεται όλο και χαμηλότερη, γεγονός που απαιτεί μελλοντικούς μετατροπείς DC-DC να παρέχουν χαμηλή τάση εξόδου για προσαρμογή στους μικροεπεξεργαστές. απαιτήσεις για επεξεργαστές και φορητές ηλεκτρονικές συσκευές.
Η ανάπτυξη αυτών των τεχνολογιών έχει δημιουργήσει υψηλότερες απαιτήσεις για το σχεδιασμό κυκλωμάτων τσιπ ισχύος. Πρώτα απ 'όλα, καθώς η συχνότητα μεταγωγής συνεχίζει να αυξάνεται, τίθενται υψηλές απαιτήσεις στην απόδοση των στοιχείων μεταγωγής. Ταυτόχρονα, πρέπει να παρέχονται αντίστοιχα κυκλώματα μετάδοσης κίνησης στοιχείων μεταγωγής για να διασφαλίζεται ότι τα στοιχεία μεταγωγής λειτουργούν κανονικά σε συχνότητες μεταγωγής έως και MHz. Δεύτερον, για φορητές ηλεκτρονικές συσκευές που τροφοδοτούνται από μπαταρίες, η τάση εργασίας του κυκλώματος είναι χαμηλή (λαμβάνοντας για παράδειγμα τις μπαταρίες λιθίου, η τάση εργασίας είναι 2,5~3,6V), επομένως, η τάση λειτουργίας του τσιπ ισχύος είναι χαμηλή.
Το MOSFET έχει πολύ χαμηλή αντίσταση και καταναλώνει χαμηλή ενέργεια. Το MOSFET χρησιμοποιείται συχνά ως διακόπτης ισχύος σε δημοφιλή επί του παρόντος τσιπ υψηλής απόδοσης DC-DC. Ωστόσο, λόγω της μεγάλης παρασιτικής χωρητικότητας του MOSFET, η χωρητικότητα πύλης των σωλήνων μεταγωγής NMOS είναι γενικά τόσο υψηλή όσο δεκάδες picofarads. Αυτό θέτει υψηλότερες απαιτήσεις για το σχεδιασμό κυκλώματος μετάδοσης σωλήνων μεταγωγής μετατροπέα DC-DC υψηλής συχνότητας λειτουργίας.
Σε σχέδια ULSI χαμηλής τάσης, υπάρχει μια ποικιλία λογικών κυκλωμάτων CMOS και BiCMOS που χρησιμοποιούν δομές ενίσχυσης ιμάντα εκκίνησης και κυκλώματα κίνησης ως μεγάλα χωρητικά φορτία. Αυτά τα κυκλώματα μπορούν να λειτουργήσουν κανονικά με τάση τροφοδοσίας χαμηλότερη από 1V και μπορούν να λειτουργήσουν σε συχνότητα δεκάδων megahertz ή ακόμα και εκατοντάδων megahertz με χωρητικότητα φορτίου 1 έως 2pF. Αυτό το άρθρο χρησιμοποιεί ένα κύκλωμα ώθησης εκκίνησης για να σχεδιάσει ένα κύκλωμα κίνησης με ικανότητα μετάδοσης κίνησης μεγάλης χωρητικότητας φορτίου που είναι κατάλληλο για μετατροπείς DC-DC ενισχυτικής συχνότητας μεταγωγής χαμηλής τάσης και υψηλής συχνότητας μεταγωγής. Το κύκλωμα έχει σχεδιαστεί με βάση τη διαδικασία Samsung AHP615 BiCMOS και επαληθεύεται από την προσομοίωση Hspice. Όταν η τάση τροφοδοσίας είναι 1,5 V και η χωρητικότητα φορτίου είναι 60 pF, η συχνότητα λειτουργίας μπορεί να φτάσει περισσότερα από 5 MHz.
,
Χαρακτηριστικά μεταγωγής MOSFET
,
1. Στατικά χαρακτηριστικά
Ως στοιχείο μεταγωγής, το MOSFET λειτουργεί επίσης σε δύο καταστάσεις: απενεργοποιημένο ή ενεργό. Δεδομένου ότι το MOSFET είναι ένα εξάρτημα ελεγχόμενο από τάση, η κατάσταση λειτουργίας του καθορίζεται κυρίως από την τάση πύλης uGS.
Τα χαρακτηριστικά εργασίας είναι τα εξής:
※ uGS＜Τάση ενεργοποίησης UT: Το MOSFET λειτουργεί στην περιοχή αποκοπής, το iDS ρεύματος πηγής αποστράγγισης είναι βασικά 0, η τάση εξόδου uDS≈UDD και το MOSFET είναι σε κατάσταση "απενεργοποίησης".
※ uGS>Τάση ενεργοποίησης UT: Το MOSFET λειτουργεί στην περιοχή αγωγιμότητας, ρεύμα πηγής αποστράγγισης iDS=UDD/(RD+rDS). Μεταξύ αυτών, το rDS είναι η αντίσταση της πηγής αποστράγγισης όταν το MOSFET είναι ενεργοποιημένο. Η τάση εξόδου UDS=UDD?rDS/(RD+rDS), εάν rDS＜＜RD, uDS≈0V, το MOSFET είναι στην κατάσταση "on".
2. Δυναμικά χαρακτηριστικά
Το MOSFET έχει επίσης μια διαδικασία μετάβασης κατά την εναλλαγή μεταξύ των καταστάσεων ενεργοποίησης και απενεργοποίησης, αλλά τα δυναμικά χαρακτηριστικά του εξαρτώνται κυρίως από τον χρόνο που απαιτείται για τη φόρτιση και την εκφόρτιση της αδέσποτης χωρητικότητας που σχετίζεται με το κύκλωμα και τη συσσώρευση και εκφόρτιση φορτίου όταν ο ίδιος ο σωλήνας είναι ενεργοποιημένος και απενεργοποιημένος Ο χρόνος διάχυσης είναι πολύ μικρός.
Όταν η τάση εισόδου Ui αλλάζει από υψηλή σε χαμηλή και το MOSFET αλλάζει από κατάσταση ενεργοποίησης σε κατάσταση απενεργοποίησης, το τροφοδοτικό UDD φορτίζει την αδέσποτη χωρητικότητα CL μέσω RD και τη σταθερά χρόνου φόρτισης τ1=RDCL. Επομένως, η τάση εξόδου uo πρέπει να περάσει από μια ορισμένη καθυστέρηση πριν αλλάξει από χαμηλό επίπεδο σε υψηλό επίπεδο. όταν η τάση εισόδου Ui αλλάζει από χαμηλή σε υψηλή και το MOSFET αλλάζει από την κατάσταση απενεργοποίησης στην κατάσταση ενεργοποίησης, η φόρτιση στην αδέσποτη χωρητικότητα CL περνάει από rDS Η εκφόρτιση συμβαίνει με σταθερά χρόνου εκφόρτισης τ2≈rDSCL. Μπορεί να φανεί ότι η τάση εξόδου Uo χρειάζεται επίσης μια ορισμένη καθυστέρηση πριν μεταβεί σε χαμηλό επίπεδο. Επειδή όμως το rDS είναι πολύ μικρότερο από το RD, ο χρόνος μετατροπής από την αποκοπή σε αγωγιμότητα είναι μικρότερος από τον χρόνο μετατροπής από αγωγιμότητα σε αποκοπή.
Δεδομένου ότι η αντίσταση της πηγής αποστράγγισης rDS του MOSFET όταν είναι ενεργοποιημένο είναι πολύ μεγαλύτερη από την αντίσταση κορεσμού rCES του τρανζίστορ και η εξωτερική αντίσταση αποστράγγισης RD είναι επίσης μεγαλύτερη από την αντίσταση συλλέκτη RC του τρανζίστορ, ο χρόνος φόρτισης και εκφόρτισης του MOSFET είναι μεγαλύτερο, καθιστώντας το MOSFET Η ταχύτητα μεταγωγής είναι χαμηλότερη από αυτή ενός τρανζίστορ. Ωστόσο, στα κυκλώματα CMOS, καθώς το κύκλωμα φόρτισης και το κύκλωμα εκφόρτισης είναι και τα δύο κυκλώματα χαμηλής αντίστασης, οι διαδικασίες φόρτισης και εκφόρτισης είναι σχετικά γρήγορες, με αποτέλεσμα υψηλή ταχύτητα μεταγωγής για το κύκλωμα CMOS.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-15-2024
