ทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็ก (MOSFET) ของโลหะ-ออกไซด์-เซมิคอนดักเตอร์ได้ปฏิวัติอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ และกลายเป็นส่วนประกอบที่แพร่หลายในวงจรที่หลากหลาย แม้ว่าหน้าที่หลักของพวกมันคือการควบคุมและขยายสัญญาณไฟฟ้า แต่ MOSFET ก็มีองค์ประกอบที่สำคัญและมักถูกมองข้ามเช่นกัน นั่นก็คือ ไดโอดภายใน โพสต์บนบล็อกนี้จะเจาะลึกถึงความซับซ้อนของไดโอดตัว MOSFET โดยสำรวจกลยุทธ์เพื่อลดการสูญเสียและเพิ่มประสิทธิภาพของวงจรโดยรวม
ทำความเข้าใจกับการสูญเสียไดโอดของตัว MOSFET
ไดโอดตัวถังซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อปรสิตโดยธรรมชาติภายในโครงสร้าง MOSFET มีการไหลของกระแสในทิศทางเดียว ทำให้กระแสไหลจากท่อระบายไปยังแหล่งกำเนิดได้ แต่กลับกันไม่ได้ แม้ว่าไดโอดจะทำหน้าที่ตามวัตถุประสงค์อันทรงคุณค่า แต่ตัวไดโอดก็สามารถทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานซึ่งทำให้ประสิทธิภาพของวงจรลดลง
การสูญเสียการนำไฟฟ้า: ในระหว่างสถานะเปิดของ MOSFET ไดโอดตัวตัวนำกระแสไฟฟ้าในทิศทางย้อนกลับ ทำให้เกิดความร้อนและพลังงานที่กระจายไป
การสูญเสียจากการสวิตชิ่ง: ในระหว่างการเปลี่ยนสวิตชิ่ง MOSFET ไดโอดตัวตัวนำกระแสไฟฟ้าในระหว่างช่วงการกู้คืนแบบย้อนกลับ นำไปสู่การสูญเสียการสวิตชิ่ง
กลยุทธ์ในการลดการสูญเสียไดโอดของตัว MOSFET ให้เหลือน้อยที่สุด
การเลือก MOSFET ที่เหมาะสม: เลือก MOSFET ที่มีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของไดโอดตัวต่ำและเวลาการกู้คืนแบบย้อนกลับเพื่อลดการสูญเสียการนำไฟฟ้าและการสูญเสียสวิตช์ตามลำดับ
การปรับสัญญาณไดรฟ์ให้เหมาะสม: ใช้สัญญาณไดรฟ์เกตที่เหมาะสมเพื่อลดเวลาที่ไดโอดตัวตัวนำดำเนินการระหว่างการสลับ ช่วยลดการสูญเสียการสลับ
การใช้วงจร Snubber: ใช้วงจร Snubber ซึ่งประกอบด้วยตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ เพื่อกระจายพลังงานที่เก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำปรสิต และลดแรงดันไฟกระชาก ซึ่งช่วยลดการสูญเสียการสลับ
ไดโอดตัวขนาน: พิจารณาการขนานไดโอดภายนอกกับไดโอดตัวตัวเพื่อแบ่งกระแสและลดการกระจายพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่มีกระแสสูง
การออกแบบวงจรทางเลือก: ในบางกรณี โทโพโลยีวงจรทางเลือกที่ขจัดความจำเป็นในเส้นทางการนำกระแสของไดโอดตัวถังสามารถพิจารณาได้เพื่อลดการสูญเสียให้เหลือน้อยที่สุด
ประโยชน์ของการลดการสูญเสียไดโอดของตัว MOSFET ให้เหลือน้อยที่สุด
ปรับปรุงประสิทธิภาพ: การลดการสูญเสียไดโอดของร่างกายทำให้ประสิทธิภาพของวงจรโดยรวมดีขึ้น ซึ่งแปลเป็นการใช้พลังงานที่ลดลงและการประหยัดพลังงาน
การสร้างความร้อนที่ลดลง: การลดการสูญเสียจะช่วยลดการสร้างความร้อนภายใน MOSFET และส่วนประกอบโดยรอบ ปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อน และยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบ
ความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น: อุณหภูมิในการทำงานที่ลดลงและความเครียดที่ลดลงในส่วนประกอบต่างๆ ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของวงจรและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น
บทสรุป
ไดโอดตัว MOSFET แม้จะถูกมองข้าม แต่ก็สามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของวงจร การทำความเข้าใจแหล่งที่มาของการสูญเสียไดโอดในร่างกายและการนำกลยุทธ์การลดผลกระทบที่มีประสิทธิภาพไปใช้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้ การใช้เทคนิคเหล่านี้ช่วยให้วิศวกรสามารถปรับประสิทธิภาพของวงจรให้เหมาะสม ลดการใช้พลังงาน และยืดอายุการใช้งานของการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ได้
เวลาโพสต์: Jun-07-2024