บทช่วยสอน Body Diode ของ MOSFET สำหรับผู้เริ่มต้น: เจาะลึกโลกแห่งไดโอดปรสิต

ในขอบเขตของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ MOSFET (ทรานซิสเตอร์สนามผลเมทัล-ออกไซด์-เซมิคอนดักเตอร์) ได้กลายเป็นส่วนประกอบที่แพร่หลาย โดยมีชื่อเสียงในด้านประสิทธิภาพ ความเร็วในการสวิตชิ่ง และความสามารถในการควบคุม อย่างไรก็ตาม MOSFET มีลักษณะเฉพาะโดยธรรมชาติ นั่นคือตัวไดโอด ซึ่งแนะนำทั้งข้อดีและความท้าทายที่อาจเกิดขึ้น บทช่วยสอนที่เหมาะสำหรับผู้เริ่มต้นนี้จะเจาะลึกโลกของไดโอดตัว MOSFET โดยสำรวจพื้นฐาน คุณลักษณะ และการใช้งานจริง

เปิดตัว MOSFET Body Diode

ไดโอดตัว MOSFET เป็นไดโอดปรสิตภายในที่เกิดจากโครงสร้างภายในของ MOSFET มีอยู่ระหว่างแหล่งกำเนิดและขั้วท่อระบายน้ำ และทิศทางโดยทั่วไปจะตรงกันข้ามกับกระแสภายนอกที่ไหลผ่าน MOSFET

ทำความเข้าใจสัญลักษณ์และลักษณะเฉพาะ

สัญลักษณ์ของตัวไดโอดของ MOSFET มีลักษณะคล้ายกับไดโอดปกติ โดยมีลูกศรแสดงทิศทางการไหลของกระแส ไดโอดตัวถังมีลักษณะสำคัญหลายประการ:

กระแสไปข้างหน้า: ไดโอดตัวถังสามารถนำกระแสไปในทิศทางไปข้างหน้าได้ คล้ายกับไดโอดมาตรฐาน

การแยกแรงดันย้อนกลับ: ไดโอดตัวถังมีแรงดันพังทลายแบบย้อนกลับ ซึ่งเกินกว่าที่จะดำเนินการมากเกินไป ซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับ MOSFET

เวลาการกู้คืนแบบย้อนกลับ: เมื่อไดโอดตัวถังเปลี่ยนจากการนำไปข้างหน้าเป็นการย้อนกลับ จะต้องใช้เวลาในการกู้คืนเพื่อให้ความสามารถในการบล็อกกลับคืนมา

การประยุกต์ใช้ไดโอดตัว MOSFET

ไดโอดแบบล้ออิสระ: ในวงจรอุปนัย ไดโอดตัวทำหน้าที่เป็นไดโอดแบบล้ออิสระ ซึ่งเป็นเส้นทางให้กระแสไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนำสลายตัวเมื่อ MOSFET ปิดเครื่อง

การป้องกันกระแสย้อนกลับ: ตัวไดโอดป้องกัน MOSFET จากความเสียหายเนื่องจากกระแสย้อนกลับที่อาจเกิดขึ้นในการกำหนดค่าวงจรบางอย่าง

การแคลมป์แรงดันไฟฟ้า: ในการใช้งานบางประเภท บอดี้ไดโอดสามารถใช้สำหรับการแคลมป์แรงดันไฟฟ้า การจำกัดแรงดันไฟกระชาก และการปกป้องส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อน

ตัวอย่างการปฏิบัติ

การควบคุมมอเตอร์กระแสตรง: ในวงจรควบคุมมอเตอร์กระแสตรง ไดโอดตัวถังจะปกป้อง MOSFET จากความเสียหายที่เกิดจาก EMF ด้านหลังแบบเหนี่ยวนำของมอเตอร์ (แรงเคลื่อนไฟฟ้า) เมื่อ MOSFET ปิด

วงจรจ่ายไฟ: ในวงจรจ่ายไฟ ไดโอดตัวถังสามารถทำหน้าที่เป็นไดโอดแบบหมุนอิสระได้ ป้องกันการเกิดแรงดันไฟฟ้ามากเกินไปเมื่อ MOSFET ปิดการทำงาน

วงจร Snubber: วงจร Snubber มักใช้ตัวไดโอด ใช้เพื่อกระจายพลังงานและลดแรงดันไฟกระชากในระหว่างการเปลี่ยน MOSFET เพื่อปกป้อง MOSFET และปรับปรุงความเสถียรของวงจร

บทสรุป

ไดโอดตัว MOSFET แม้จะมักถูกมองข้าม แต่ก็มีบทบาทสำคัญในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ การทำความเข้าใจพื้นฐาน คุณลักษณะ และการใช้งานช่วยให้วิศวกรและช่างเทคนิคสามารถออกแบบวงจรที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้ ด้วยการพิจารณาผลกระทบของบอดี้ไดโอดอย่างรอบคอบ และใช้เทคนิคการออกแบบวงจรที่เหมาะสม จึงสามารถใช้ประโยชน์จากศักยภาพของ MOSFET ได้อย่างเต็มที่ ในขณะเดียวกันก็รับประกันอายุการใช้งานที่ยืนยาวและความเสถียรของระบบอิเล็กทรอนิกส์