MOSFET-ийн ажиллах гурван горим гэж юу вэ?

Орчин үеийн электроникийн тухайд гэвэл MOSFET нь гар утаснаас эхлээд цахилгаан машин хүртэлх бүх зүйлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. MOSFET (Металл-оксид-хагас дамжуулагч талбарт нөлөөллийн транзистор) нь электрон хэлхээн дэх хүчийг солих, өсгөх үндсэн суурь юм. Та нарны инвертер зохион бүтээх, литийн батерейны удирдлагын систем барих, эсвэл цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгч дээр ажиллаж байгаа эсэхээс үл хамааран MOSFET хэрхэн ажилладаг, ялангуяа гурван үйлдлийн горимыг ойлгох нь чухал юм.

Энэ нийтлэлд бид MOSFET үйлдлийн үндсэн гурван горимыг задалж, түүний бүтэц, төрөл, хэрэглээг судалж, бодит нөхцөл байдалд энэхүү олон талт төхөөрөмж хэрхэн ажиллаж байгааг шинжлэх болно. Мөн бид SGT MOSFET болон сайжруулах горимын MOSFET зэрэг хамгийн сүүлийн үеийн технологиуд болон Jiangsu Donghai Semiconductor зэрэг компаниуд энэ салбарт хэрхэн шинийг санаачилж байгааг судлах болно.

MOSFET-ийн үндсийг ойлгох

MOSFET нь электрон дохиог шилжүүлэх, өсгөхөд ашигладаг хагас дамжуулагч төхөөрөмж юм. Энэ нь өндөр үр ашигтай, хурдан шилжих хурд, жижиг хэмжээтэй учраас өргөн хэрэглэгддэг. Энэ төхөөрөмж нь хаалга, ус зайлуулах, эх үүсвэр гэсэн гурван терминалтай бөгөөд хаалганы терминалд өгсөн хүчдэл дээр тулгуурлан ажилладаг.

Үйлдлийн гурван горимд шумбахаас өмнө MOSFET нь янз бүрийн төрлөөр ирдэг гэдгийг ойлгох нь чухал, тухайлбал:

• N-суваг ба P-суваг MOSFET

• Дуусгах горим ба сайжруулах горимын MOSFET

• Power MOSFETs, үүнд SGT MOSFETs (Хамгаалагдсан хаалганы суваг)

Та Jiangsu Donghai Semiconductor-ийн албан ёсны вэбсайтаас MOSFET-ийн янз бүрийн төрлийн бүтээгдэхүүнтэй танилцах боломжтой.

MOSFET-ийн ажиллах гурван горим

MOSFET бүр терминалуудын хоорондох хүчдэлээс хамааран гурван үндсэн горимд ажилладаг: Cut-Off, Triode (шугаман), Saturation (идэвхтэй). Эдгээр горимуудыг ойлгох нь үр ашигтай хэлхээг зохион бүтээхэд маш чухал юм.

Ашиглалтын горим	Хаалга-эх хүчдэл (Vgs)	Drain-эх үүсвэрийн хүчдэл (Vds)	Тодорхойлолт
Таслах	Vgs < Vth	Ямар ч	MOSFET унтарсан байна. Одоогийн урсгал байхгүй.
Триод (шугаман)	Vgs > Vth, Vds < Vgs - Vth	Бага	MOSFET нь резисторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Аналог хэлхээнд ашигладаг.
Ханалт (Идэвхтэй)	Vgs > Vth, Vds ≥ Vgs - Vth	Өндөр	MOSFET бүрэн АСААЛТТАЙ байна. Аппликешнүүдийг солиход тохиромжтой.

Горим бүрийг энгийн үгээр авч үзье:

1. Таслах горим

Энэ горимд хаалганаас эх үүсвэр хүртэлх хүчдэл (Vgs) нь босго хүчдэлээс (Vth) бага байна. MOSFET унтраалттай хэвээр байгаа бөгөөд нээлттэй унтраалга шиг ажилладаг. Ус зайлуулах хоолойноос эх үүсвэр рүү урсах гүйдэл байхгүй. Энэ горим нь тодорхой ON/OFF төлөв шаардлагатай дижитал логик хэлхээнд өргөн хэрэглэгддэг.

2. Триод горим (шугаман горим)

Хаалганы хүчдэл босго хэмжээнээс өндөр, ус зайлуулах хүчдэл нь хаалганы хүчдэлээс босгоноос бага байвал MOSFET нь хувьсах резистор шиг ажилладаг. Энэ горимыг мотор хөтчүүд эсвэл өсгөгч гэх мэт нарийн хүчдэлийн хяналт шаардлагатай аналог програмуудад ашигладаг.

3. Ханалтын горим (Идэвхтэй горим)

Энд MOSFET бүрэн асаалттай байна. Vgs нь Vth-ээс их, Vds нь Vgs - Vth-ээс их. Ус зайлуулах гүйдэл нь тогтвортой, Vds-ээс хамааралгүй болдог. Энэ нь тогтмол гүйдлийн тогтмол гүйдлийн хувиргагч, инвертер, тэжээлийн хангамж зэрэг програмуудыг солих хамгийн түгээмэл горим юм.

MOSFET-ийн төрлүүд, ажиллах, бүтэц, хэрэглээ

MOSFET-ийн төрлүүд

MOSFET-ийн хэд хэдэн төрлүүд байдаг бөгөөд тус бүр нь тодорхой хэрэглээнд зориулагдсан байдаг.

• Сайжруулах горим MOSFET: Хамгийн түгээмэл төрөл, ихэвчлэн Vgs = 0 үед OFF байдаг.

• Дуусгах горим MOSFET: Ихэвчлэн АСААЛТ байдаг бөгөөд унтрахын тулд урвуу хаалганы хүчдэл шаардлагатай.

• SGT MOSFET: Бага хүчдэлийн хэрэглээнд илүү сайн ажиллахын тулд сувагны бүтцийг ашигладаг шинэ үеийн MOSFET.

Бүтэц ба ажил

MOSFET нь хагас дамжуулагч их бие (ихэвчлэн цахиур), тусгаарлагч давхарга (ихэвчлэн цахиурын давхар исэл), дамжуулагч хаалганаас бүрдэнэ. Хаалга руу хүчдэл өгөх үед ус зайлуулах хоолой ба эх үүсвэрийн хооронд урсах гүйдлийг хянадаг.

Тухайлбал, А SGT MOSFET (Shielded Gate Tranch MOSFET) нь цахилгааны цахилгаан хэрэгсэлд өндөр үр ашигтай сэлгэн залгахад хамгийн тохиромжтой, хаалганы цэнэгийг багасгахын тулд шуудууны бүтцийг ашигладаг.

Donghai Semiconductor нь SGT MOSFET зэрэг дэвшилтэт MOSFET технологиор мэргэшсэн бөгөөд эндээс авах боломжтой.

MOSFET-ийн бодит хэрэглээ

MOSFET-ууд өнөөдөр хаа сайгүй байдаг бөгөөд хэд хэдэн салбарын төхөөрөмжүүдийг тэжээдэг.

• Нарны эрчим хүчний системд ашигладаг инвертерүүд

• EV мотор хянагч ба зайны удирдлага

• Өндөр давтамжийн сэлгэн залгах тэжээлийн хангамж

• Телевиз, агааржуулагч, тоос сорогч зэрэг өргөн хэрэглээний цахилгаан хэрэгсэл

• Гагнуурын машин, UPS систем зэрэг үйлдвэрлэлийн багаж хэрэгсэл

Donghai компанийн MOSFET бүтээгдэхүүнийг эдгээр салбарт өргөнөөр нэвтрүүлж, үйлдвэрлэлийн өндөр стандарт, шинэлэг загвараас ашиг тус хүртдэг.

SGT MOSFET яагаад тоглоомыг өөрчилдөг вэ?

SGT MOSFET нь эрчим хүчний хагас дамжуулагч технологийн нээлт юм. Шуудууны бүтэц, хамгаалалттай хаалганы ачаар тэд дараахь зүйлийг санал болгодог.

• Эсэргүүцэл бага (Rds(on))

• Шилжүүлгийн өндөр үр ашиг

• Илүү сайн дулааны гүйцэтгэл

• Хаалганы төлбөрийг бууруулсан (Qg)

Эдгээр давуу талууд нь SGT MOSFET-ийг инвертерийн хэрэглээ, цахилгаан тээврийн хэрэгсэл, литийн батерейны системүүдийн шилдэг сонголт болгодог бөгөөд энэ нь электроникийн хамгийн хурдацтай хөгжиж буй зах зээлийн гурав юм.

Өгөгдлийн харьцуулалт: SGT ба TrenchMOS ба Хавтгай MOSFET-

ийн онцлог	SGT MOSFET	TrenchMOS	Хавтгай MOSFET
Эсэргүүцэл (Rds(on))	Маш бага	Бага	Дунд зэрэг
Шилжих хурд	Өндөр	Дундаас өндөр	Доод
Хаалганы төлбөр (Qg)	Бага	Дунд зэрэг	Өндөр
Зардал	Дунд зэрэг	Бага	Бага
Хэрэглээний тохиромжтой байдал	EV, Inverter, BMS	Хэрэглээний электрон бараа	Бага өртөгтэй хэлхээ

MOSFET-ийн хөгжлийн чиг хандлага

Дэлхий дахин цахилгаанжуулалт, сэргээгдэх эрчим хүч рүү шилжихийн хэрээр MOSFET-ийн үр ашигтай шийдлийн эрэлт хэрэгцээ улам бүр нэмэгдсээр байна. Гол чиг хандлагад дараахь зүйлс орно.

• Өндөр үр ашигтай горимыг сайжруулах MOSFET шаардлагатай цахилгаан болон эрчим хүч хадгалах системүүдийн өсөлт

• Авсаархан, өндөр гүйцэтгэлтэй програмуудад SGT MOSFET-ийн хэрэглээ өсөв

• Инвертер систем дэх алдагдал багатай MOSFET-ийн эрэлт нэмэгдсэн

• Аж үйлдвэр нь стандарт MOSFET-ийг нөхдөг SiC зэрэг өргөн зурвасын хагас дамжуулагч руу шилжиж байна.

Donghai Semiconductor нь өндөр найдвартай, өргөтгөх боломжтой дэвшилтэт MOSFET бүтээгдэхүүнийг санал болгосноор эдгээр чиг хандлагатай хөл нийлүүлэн алхаж байна. Тэдний жил бүр 500 сая төхөөрөмж үйлдвэрлэх хүчин чадал нь дэлхийн эрэлт, ялангуяа шинэ эрчим хүч, 5G, ухаалаг тээврийн хэрэгсэл зэрэг өндөр өсөлттэй салбаруудын эрэлтийг дэмждэг.

Inverter програмуудад MOSFET-ийг нэгтгэх

Инвертерийн хэлхээ нь тогтмол гүйдлийг хувьсах гүйдэл болгон хувиргадаг бөгөөд нарны эрчим хүчний систем, EV хөтчүүд, UPS системүүдийн гол цөм юм. Инвертерийн хэрэглээний зөв MOSFET-ийг сонгох нь дараахь зүйлээс хамаарна.

• Хүчдэл ба гүйдлийн шаардлага

• Шилжих давтамж

• Дулааны менежмент

• Үр ашгийн зорилго

Donghai-ийн MOSFET-ийн багц нь бага Rds(асаалттай), сайжруулсан дулааны тогтвортой байдал, бат бөх савлагаа (TO-220, TO-247 гэх мэт) зэрэг инвертерийн хэрэглээнд оновчтой болсон.

Жишээлбэл, TO-247 савлагаатай MOSFET нь дулааныг гадагшлуулах том гадаргуутай тул өндөр чадлын инвертерийн хэлхээнд тохиромжтой.

Donghai Semiconductor яагаад итгэмжлэгдсэн MOSFET нийлүүлэгч вэ?

Jiangsu Donghai Semiconductor Co., Ltd нь Хятадын тэргүүлэх үйлдвэрлэгч юм:

• Эрчим хүчний төхөөрөмжийн R&D чиглэлээр 20+ жил ажилласан туршлагатай

• SGT MOSFET, IGBT, SiC технологийн өндөр мэдлэгтэй

• 15000 үйлдвэрлэлийн талбай, жилд 500 сая ширхэг үйлдвэрлэх хүчин чадалтай

• Найдвартай байдал, хэрэглээ, бүтэлгүйтлийн шинжилгээний сорилтод зориулсан дэвшилтэт лаборатори

• Үндэсний өндөр технологийн үйлдвэр, R&D төв гэдгээрээ хүлээн зөвшөөрөгдсөн

Тэдгээрийн бүтээгдэхүүнийг өргөнөөр ашигладаг:

• EV хянагч ба цэнэглэгч

• Нарны инвертер ба литийн BMS

• Аж үйлдвэрийн хөтчүүд ба автоматжуулалтын системүүд

• Хэрэглэгчийн төхөөрөмжүүд болон 5G дэд бүтэц

Түгээмэл асуултууд

А1: MOSFET-ийн ажиллах гурван горим юу вэ?
Асуулт 1: Гурван үндсэн горим нь таслагдах (MOSFET унтраалттай), триод (MOSFET нь резистор шиг ажилладаг), ханалт (MOSFET нь шилжихэд бүрэн асаалттай).

А2: Сайжруулах горим ба хомсдолын горимын MOSFET-ийн хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
Асуулт 2: Сайжруулах горимын MOSFET нь ихэвчлэн унтардаг бөгөөд асаахын тулд хаалганы эерэг хүчдэл шаардлагатай. Дуусгах горимын MOSFET нь ихэвчлэн асаалттай байдаг бөгөөд унтраахад сөрөг хаалганы хүчдэл шаардлагатай байдаг.

A3: Инвертер програмуудад аль MOSFET хамгийн тохиромжтой вэ?
Асуулт 3: SGT MOSFET нь бага эсэргүүцэлтэй, хурдан солигддог, өндөр хүчин чадалтай орчинд илүү үр ашигтай байдаг тул хамгийн тохиромжтой.

А4: Donghai-н MOSFET-үүд бусдаас юугаараа ялгаатай вэ?
Асуулт 4: Donghai нь цахилгаан машин, нарны инвертер, үйлдвэрлэлийн удирдлагад тохирсон дэвшилтэт савлагаа, хамгийн сүүлийн үеийн суваг технологи бүхий өндөр найдвартай, өндөр үр ашигтай MOSFET-уудыг санал болгодог.

А5: Би Donghai MOSFET-ийг хэрэглээний цахилгаан хэрэгсэлд ашиглаж болох уу?
Асуулт 5: Тийм ээ, тэдний MOSFET нь телевизор, агааржуулагч, цахилгаан хэрэгсэл, ухаалаг гэрийн төхөөрөмжүүдэд өргөн хэрэглэгддэг.

MOSFET-ийн үйл ажиллагааны гурван горимыг ойлгох нь үндсэн хэлхээнээс эхлээд эрчим хүчний дэвшилтэт систем хүртэлх бүх зүйл дээр ажиллаж буй инженер, дизайнеруудад үндэс суурь болдог. Та сайжруулах горимын MOSFET-тэй харьцаж байгаа эсэх, SGT MOSFET-ийн ашиг тусыг судлах эсвэл инвертерийн хэрэглээний төхөөрөмж сонгох эсэхээс үл хамааран зөв бүрэлдэхүүн хэсгийг сонгох нь чухал юм.

Jiangsu Donghai Semiconductor нь ухаалаг электроникийн өсөн нэмэгдэж буй хэрэгцээг хангах, цэвэр эрчим хүч, үр ашигтай эрчим хүч хувиргах MOSFET шийдлүүдийг бүрэн хангадаг. Хүчирхэг R&D баг, дэвшилтэт үйлдвэрлэл, батлагдсан туршлага бүхий Donghai нь найдвартай, өндөр хүчин чадалтай хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийн таны гол түнш юм.