Kupu Whakataki
Ko te Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET) he waahanga nui i roto i te hikohiko hou, he mea nui i roto i te whānuitanga o nga tono mai i nga huringa ngawari ki te hiko hiko uaua. Ko te mohio ki te mahi a MOSFET me te naianei tauutuutu (AC) me te naianei tika (DC) he mea nui mo nga miihini me nga tohunga hangarau e hoahoa ana, e whakatinana ana i nga iahiko hiko. Ka rukuhia e tenei tuhinga nga tikanga whakahaere o nga MOSFET, e tirotiro ana i o raatau mahi i roto i nga horopaki AC me DC. Ma te tirotiro i nga ahuatanga o roto o nga MOSFET, e whai ana matou ki te whakamarama i o raatau mahi me o raatau tono i roto i nga momo punaha hiko.
Te hiranga o te Ko te MOSFET i roto i te hoahoa hiko kaore e taea te whakanui ake. Ka noho hei huarahi ki te mohio ki nga whanonga hiko uaua, he mea nui ki te ahu whakamua i nga hangarau i roto i nga mara penei i te kaha whakahou, te hikohiko miihini, me nga taputapu kaihoko. Ka whakaratohia e tenei matapaki he tātaritanga matawhānui, e tautokohia ana e nga turanga ariā me nga tauira mahi, hei whakautu i te patai: He MOSFET AC, he DC ranei?
Nga Tikanga Kaupapa o nga MOSFET
Ko nga MOSFET he taputapu ngaohiko e whakahaere ana i te rere o nga irahiko ma te whakamahi i te papa hiko. He momo transistor hua-a-mara (FET), e tohuhia ana e to raatau kuaha whakamaarai, e whakahaere ana i te kawe i waenga i te awaawa me nga pito puna. Ko te whakamaarama o te kuaha he mea hanga mai i te haukura hiona, e whakarato ana i te kaha o te whakaurunga nui.
Ko te mahinga o te MOSFET e whakawhirinaki ana ki te whakarereketanga o nga kaikawe utu i roto i te hongere semiconductor. Ka tukuna he ngaohiko ki te tauranga o te keeti, ka whakaawehia he papa hiko hei whakanui, hei whakaheke ranei i te kawe hongere. Ko tenei kaha ki te whakahaere i nga awa nui me te iti o te mana whakauru ka tino pai nga MOSFET mo te whakarahi me te huri i nga tono.
Nga momo MOSFET
E rua nga momo MOSFET tuatahi: aratau whakarei me te aratau whakaheke. Ko nga MOSFET aratau-whakarei ake e hiahia ana he ngaohiko kuaha-puna hei whakakorikori i te hongere kawe, engari ko nga MOSFET aratau-whakaheke he hongere kawe me te hiahia he ngaohiko puna-kuti hei whakaheke i tenei hongere. I tua atu, ka taea te whakarōpūtia nga MOSFET hei hongere-N, hongere-P ranei, i runga i te ahua o nga kaikawe utu (nga irahiko, nga rua ranei) e noho ana i te rere o naianei.
MOSFET i roto i nga tono DC
Ko nga MOSFET te nuinga e whakamahia ana i roto i nga iahiko DC na to raatau kaha ki te whakahaere i te whakawhiti tere-tere me te hurihanga hiko kaha. I roto i nga tono DC, ka mahi nga MOSFET hei whakawhiti, hei whakakaha ranei, hei whakahaere tika i te rere o te naianei tika. He waahanga nui ki roto i nga taputapu hiko, nga kaitahuri DC-DC, me nga kaiwhakahaere motuka. Hei tauira, i roto i te kaitahuri DC-DC, ka huri nga MOSFET ki nga iarere teitei hei whakarite i nga taumata ngaohiko whakaputa. Ko o raatau tere whakawhiti tere ka whakaiti i te ngaronga o te hiko, ka pai ake te kaha o te hiko. I tua atu, ko to raatau whakaurunga teitei ka whakaiti i te mana e hiahiatia ana hei whakahaere i te taputapu, he mea nui ki nga tono hiko-hiko.
Akoranga Take: MOSFET i roto i nga Waka Hiko
Ka whakamahia e nga waka hiko (EV) nga MOSFET i roto i o raatau punaha hiko kia pai ai te whakahaere i te hiko o te pākahiko me te whakahaere i nga motuka hiko. Ko te whakamahi i nga MOSFET i roto i nga EV ka whakanui ake i te kaha o te kaha me te whai waahi ki nga awhe taraiwa roa. Ko to raatau kaha ki te hapai i nga ia me nga ngaohiko i te wa e whakarato ana i nga huringa tere ka tino pai mo nga hiahia o nga tono miihini.
MOSFET i roto i nga tono AC
Ahakoa e hono ana nga MOSFET ki nga iahiko DC, ka whai waahi nui ano ratou ki nga tono AC, ina koa ki nga hiko hiko. I roto i nga iahiko AC, ka whakamahia nga MOSFET i roto i nga whirihoranga penei i nga kaitahuri me nga huringa auau, ka huri i te hiko DC ki te whakaputa tohu AC.
I roto i nga kaitahuri, ka huri tere nga MOSFET i te ngaohiko whakauru DC hei whakaputa i te putanga AC. Ko te tere whakawhiti teitei o nga MOSFET ka taea te hanga i nga tohu AC auau teitei, ka tohua kia puta he putanga sinusoidal maeneene. He mea nui tenei i roto i nga punaha hiko whakahou, me huri te hiko DC mai i nga panui solar me nga pākahiko ki te hiko AC mo te hototahi ki te matiti me nga uta AC.
Akoranga Take: Nga Hurihuri Ra
Ko nga kaihuri hiko he waahanga nui i roto i nga punaha photovoltaic, e huri ana i te hiko DC i hangaia e nga panui solar hei hiko AC ka taea. Kei te whakamahia nga MOSFET i roto i enei hurihuri na te kaha o te kaha me te pono. E ai ki tetahi rangahau i whakaputaina i roto i te IEEE Transactions on Power Electronics, ko te whakamahinga o nga MOSFET matatau kua arahi ki te kaha o te hurihuri neke atu i te 98%, ka tino pai ake te oranga o nga punaha hiko solar.
Te whakataurite o nga MOSFET i roto i te Whakamahinga AC me DC
Ko te whakamahi i nga MOSFET i roto i nga tono AC me DC e whakaatu ana i to raatau mahi. I roto i nga porowhita DC, ko ta raatau mahi tuatahi ko te huri me te whakakaha, kei reira te mana whakahaere tika mo te rere o naianei. Ko te ahua kotahitanga o te DC ka ngawari ake te whakahaere me te matapae o naianei, e hono pai ana ki te mahi a nga MOSFET.
I roto i nga tono AC, ka whakahaerehia e nga MOSFET te rere o naianei ma te huri tere, me te whai i te tohu AC. Heoi, ko nga MOSFET paerewa ka aukati i te waa i te huarahi kotahi na o ratou diodes parapara, ka puta he wero i roto i nga iahiko AC. Hei whakatutuki i tenei, ka whakatinanahia nga whirihoranga penei i te whakamahi i nga MOSFET e rua i roto i nga raupapa engari he rereke te tuunga ka mahia kia pai ai te rere o te naianei.
Nga Wero Hangarau me nga Whakataunga
Ko tetahi o nga wero nui ki te whakamahi i nga MOSFET mo nga tono AC ko te whakahaere i te wa whakaora whakamuri o te diode tinana, ka taea te ngaro o te kaha me te whakatipu wera. He maha nga wa ka whiriwhiri nga miihini i nga MOSFET me nga diodes tinana tere, ka taapirihia ranei nga diodes o waho hei whakaiti i enei take. Hei taapiri, ko nga MOSFET silicon carbide (SiC) e tuku ana i nga mahi pai ake i roto i nga tono tere-tere me te pāmahana teitei, e pai ana mo nga punaha hiko AC hou.
Te ahunga whakamua i roto i te Hangarau MOSFET
Ko nga whanaketanga hou i roto i te hangarau MOSFET kua whakawhänuihia to raatau tono ki nga rohe AC me DC. Ko te whakaurunga o nga hanganga kuaha awarua me te hangarau super-junction kua tino heke te aukati me te pai ake. I tua atu, ko te taenga mai o nga rauemi whanui-bandgap penei i te silicon carbide (SiC) me te gallium nitride (GaN) kua pai ake te mahi i roto i nga tono tere-tere me te kaha-kaha.
Silicon Carbide MOSFETs
Ko nga MOSFET carbide Silicon e tuku ana i nga ngaohiko pakaru teitei ake, he iti ake te ngaro o te whakawhiti, me te pai ake o te kawe waiariki ina whakaritea ki nga MOSFET silicon tuku iho. Ko enei ahuatanga ka tino pai nga SiC MOSFET mo nga tono AC kaha-nui, penei i nga taraiwa miihini ahumahi me nga hurihuri hiko. E ai ki nga rangahau a te US Department of Energy, ka taea e nga taputapu SiC te whakaiti i te ngaronga o te kaha ki runga ki te 50% ka whakatauritea ki nga tauira silicon.
Nga Whakaaro Mahinga mo nga Kaihanga Kaihanga
I te wa e whiriwhiri ana i te MOSFET mo tetahi tono motuhake, me whai whakaaro nga miihini ki nga mea penei i te ngaohiko me nga whakatau o naianei, te tere whakawhiti, te mahi waiariki, me nga whakaritenga taraiwa kuaha. Mo nga tono DC, ko nga tawhā tino nui kei roto i te aukati me te ngaohiko paepae, e pa ana ki te pai me te whakahaere. I roto i nga tono AC, ko te huri i nga ngaronga me te kaha ki te hapai i nga rerenga whakaora whakamuri ka nui ake.
He mea nui ano te whakahaere waiariki tika, na te nui o te wera ka paheke te mahi me te pono. Ko nga wera wera, nga atanga waiariki, me te whakatakotoranga PCB tupato ka taea te whakaiti i nga take wera. Hei taapiri, ko te maarama ki nga tauhokohoko i waenga i nga momo hangarau MOSFET ka taea e nga miihini ki te arotau i o raatau hoahoa mo te mahi, te utu, me te whai hua.
Tauira Hoahoa: Inverter Circuit
Whakaarohia te hoahoa iahiko hurihuri mo te punaha hiko whakahou. Me whiriwhiri e te miihini nga MOSFET ka taea te whakahaere i nga taumata hiko e hiahiatia ana me te whakaiti i nga mate. Ko te kowhiri i te MOSFET me te iti-aatete ka whakaiti i nga mate tuku, engari ko te taputapu me te tere tere ka whakaiti i nga ngaronga whakawhiti. Ko te whakauru i nga SiC MOSFET ka kaha ake te kaha, ina koa i nga taumata hiko teitei ake, i nga iarere ranei.
Nga Waahanga Haumaru me te Tiakitanga
Ko te whakarite i te mahi haumaru o nga MOSFET ko te whakamarumaru i nga taputapu mai i te ngaohiko, te ngaohiko, me nga tikanga taumaha wera. Ko nga hikoi whakamarumaru penei i te snubbers, nga taraiwa kuaha me nga reiti mate ka taea te whakarite, me nga tikanga here o naianei e whakamahia ana. He mea nui te ti'aturi i roto i nga tono penei i te aerospace me nga taputapu rongoa, kei reira ka pa te kino o te korenga o MOSFET.
Ko nga raraunga tatauranga mai i nga tono ahumahi e tohu ana ko te whakahaeretanga o te waiariki he me nga koikoi ngaohiko te take matua o te korenga o te MOSFET. Ko te whakatinana i nga mahi hoahoa pakari me te piri ki nga aratohu a nga kaihanga ka taea te whakanui ake i te roa me te pono o nga punaha-a-MOSFET.
Whakamutunga
I te whakautu i te patai, 'He MOSFET AC, he DC ranei?' ka kitea ko nga MOSFET he taputapu maha ka taea te mahi i roto i nga iahiko AC me DC. Ahakoa he mea tino hangaia mo te whakahaere i te rere o naianei i roto i te huarahi kotahi, ko o raatau kaha whakawhiti tere ka taea te whakamahi tika i roto i nga tono AC na roto i nga whirihoranga ara iahiko e uru ana ki te rere o naianei rua.
Te whakamahi whanui o Ko te hangarau MOSFET i roto i nga hikohiko hou e tohu ana i tona hiranga. Ko nga ahunga whakamua i roto i te hoahoa MOSFET me nga rauemi kei te haere tonu ki te turaki i nga rohe o te pai me te mahi. Me tino mohio nga miihini ki nga tikanga whakahaere me nga ahuatanga o nga MOSFET kia pai ai te whakauru ki o raatau hoahoa, ahakoa mo nga tono AC, DC ranei.
Ma te whakaaro ki nga turanga ariā, ki nga whakatinanatanga whaihua, me nga whanaketanga hangarau hou i korerohia, ka taea e nga tohunga o te mara te whakatau whakatau mo te whakamahi i nga MOSFET ki o raatau tino kaha, na reira ka whai waahi ki te mahi auaha me te whai hua i roto i nga punaha hiko.
