Ключ мосфет в Домодедово: 516-товаров: бесплатная доставка [перейти]

Партнерская программаПомощь

Домодедово

Каталог

Каталог Товаров

Одежда и обувь

Одежда и обувь

Стройматериалы

Стройматериалы

Здоровье и красота

Здоровье и красота

Текстиль и кожа

Текстиль и кожа

Продукты и напитки

Продукты и напитки

Промышленность

Промышленность

Детские товары

Детские товары

Сельское хозяйство

Сельское хозяйство

Электротехника

Электротехника

Мебель и интерьер

Мебель и интерьер

Дом и сад

Дом и сад

Все категории

ВходИзбранное

Ключ мосфет

VNB35NV04TR-E, Ключ силовой MOSFET OMNIFETII 40В 30A D2PAK ST Microelectronics Производитель:

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Модуль MOSFET ключа XY-MOS Тип: светодиод

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Модуль MOSFET ключа XY-MOS

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Модуль Mosfet расширения (силовой ключ) для нагревательного стола Arduino Pro Тип: плата,

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Мосфет IRF520N

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Модуль MOSFET транзистора FR120N (силовой ключ) с опторазвязкой Высота: 12 мм

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Мосфет AON6504

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Ключ торцевой Т-образные КВТ ПРОФИ (7 мм) {73226} Тип: Т-образный, Бренд: КВТ, Код производителя:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ торцевой Т-образные КВТ ПРОФИ (13 мм) {73230} Тип: Т-образный, Бренд: КВТ, Код производителя:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Набор разрезных ключей в сумке THORVIK FNWS005 5 предметов 8-19 мм 52055 Мах размер: 19, Мин

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ комбинированный 30 мм THORVIK 052043

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ комбинированный трещоточный 27мм BERGER BG1108

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ динамометрический 3/8″ 10-110 Нм OMBRA A90039 Квадрат, дюйм: 3/8, Трещотка: Есть

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ комбинированный трещоточный 21 мм BERGER BG1106

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ гнуто-накидной 30 x 32 мм BERGER BG1082

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ комбинированный 26 мм BERGER BG1140

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ шестигранный Т-образные КВТ ПРОФИ (4 мм) {73231} Тип: Т-образный, Бренд: КВТ, Код

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ гаечный быстрозажимной 17-24мм STANLEY 4-87-990 Максимальная ширина захвата: 24, Минимальная

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ гаечный быстрозажимной 13-19мм STANLEY 4-87-989 Максимальная ширина захвата: 19, Материал

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ торцовый 22мм L-образный сквозной 12 гранный Дело Техники 540022 Размер: 22

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ трубный КТР-3 Металлист завод КТР3 Тип: Шведский/Рычажный, Ширина захвата, см: 20-63

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ динамометрический 1/2″ 42-210 Нм OMBRA A90013 55159 Квадрат, дюйм: 1/2, Трещотка: Есть

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ трубный 1,5″ 90 градусов Энкор 19986 Тип: Шведский/Рычажный, Размер: 38, Ширина захвата: 3. 8

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ крышки ступицы BPW Eco Plus SW95 L=233mm H..K..N.. 6-9t

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ трубный КТР-1 Металлист завод КТР1 Тип: Шведский/Рычажный, Ширина захвата: 3.6

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ трубный КТР-4 1332 Тип: Шведский/Рычажный, Ширина захвата: 9

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Ключ гнуто-накидной 24 x 27мм BERGER BG1081

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Набор рожковых ключей THORVIK OEWS006 6-22 мм, 6 предметов 52008

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 страница из 18

Ключи переменного тока

мощных МОП-транзисторов | Nuts & Volts Magazine

» Перейти к дополнительным материалам

ЧАСТЬ 1: ТЕОРИЯ

Мощные полевые МОП-транзисторы (металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы) обладают множеством приятных особенностей, которые, кажется, упускают из виду. В следующих двух выпусках мы рассмотрим эти полезные устройства и покажем, как их можно использовать для создания: 1) простого бестрансформаторного удвоителя напряжения, который может подавать ток в амперах; и 2) источник постоянного тока на 20 ампер. Базовая стоимость деталей составит около 15 долларов за каждый проект.

Power MOSFET Basics

Мощные MOSFET (HEXFET — торговая марка International Rectifier для своих продуктов) обычно используются в силовых переключателях и классифицируются как транзисторы. У них есть три вывода, как у транзистора, но они представляют собой устройства с входом напряжения и выходом тока. Это связано с тем, что ворота полностью изолированы от остальной части устройства. Никакой значительный постоянный ток не может течь от затвора ни к истоку, ни к стоку. Вместо этого заряд на затворе влияет на проводимость между стоком и истоком. Это подобно заряду одной пластины конденсатора, воздействующей на другую пластину. Как правило, около восьми вольт полностью включают устройство. Во включенном состоянии деталь имеет низкое сопротивление без какого-либо нелинейного падения напряжения в прямом направлении, как это наблюдается в биполярных транзисторах. Современные МОП-транзисторы могут иметь сопротивление менее 10 мОм.

Немного математики показывает, что это устройство может выдерживать 10 ампер с одним ваттом, преобразованным в отработанное тепло (мощность = ток2 x сопротивление). Поскольку многие полевые МОП-транзисторы поставляются в корпусах TO-220, в данном случае радиатор не требуется. Итак, если напряжение составляет 100 вольт при 10 амперах, то 1000 ватт мощности переключаются с потерей только одного ватта. Это 99,9% энергоэффективности. IRFB-4410 имеет эти характеристики и стоит около 4,50 долларов. Это довольно дорого для мощного MOSFET.

Сопротивление в выключенном состоянии настолько велико, что обычно не указывается в даташите. Вместо этого они обычно определяют напряжение пробоя, когда через деталь протекает ток 250 мА. Для большинства практических целей силовой МОП-транзистор можно рассматривать как переключатель: он либо включен, либо выключен. (В следующий раз мы рассмотрим линейные/непереключающие приложения.)

Однако ключевым моментом является то, что требуется некоторое время, чтобы перейти от очень высокого сопротивления к очень низкому сопротивлению. Это время переключения определяет эффективность системы и вскоре будет рассмотрено более подробно.

МОП-транзисторы бывают двух видов: P-канальные и N-канальные. Однако из-за задействованной физики типы P-каналов не могут соответствовать низкому сопротивлению типа N-каналов. По этой причине доступно гораздо больше N-канальных компонентов по более низкой цене. В большинстве проектов будет использоваться N-канальное устройство, даже если это потребует дополнительных усилий. Части P-канала нечасто встречаются, кроме как в специальных приложениях.

В отличие от биполярных транзисторов, МОП-транзисторы имеют положительный температурный коэффициент. Это означает, что их сопротивление увеличивается с температурой. Это может быть чрезвычайно полезно. Когда они нагреваются, они больше препятствуют протеканию тока, что способствует стабилизации системы. Биполярные транзисторы пропускают больший ток по мере нагрева. Этот увеличенный ток нагревает их больше, так что они пропускают больше тока, что еще больше увеличивает их тепло и так далее, и так далее. Это также называется тепловым разгоном. Когда это происходит, транзистор обычно теряется — возможно, вместе с дополнительным повреждением нижестоящих устройств.

Положительный температурный коэффициент означает, что параллельное подключение идентичных МОП-транзисторов для получения дополнительной мощности относительно просто. Если одно устройство становится слишком горячим, его повышенное сопротивление эффективно автоматически перенаправляет избыточный ток на другие части. Собственно, так и делаются силовые МОП-транзисторы. Существуют сотни или даже тысячи крошечных МОП-транзисторов, соединенных параллельно, чтобы сформировать мощное устройство.

Использование полевых МОП-транзисторов

Прежде всего, то, что они являются продуктами питания, не означает, что они невосприимчивы к статическому электричеству. В частности, затвор изолирован от истока и стока невероятно тонким слоем изолирующего оксида. Если этот слой пронизан электростатическим разрядом (ЭСР), это может серьезно повлиять на работу детали. По той же причине следует избегать скачков напряжения выше номинального напряжения затвора из-за плохой компоновки платы или схемы.

Ключевой принцип использования МОП-транзисторов заключается в том, что напряжение затвора управляет сопротивлением между истоком и стоком. Для работы на постоянном токе реальный ток не требуется. Это видно на рис. 1 .

РИСУНОК 1. Для включения и выключения MOSFET практически ничего не требуется. Здесь диоды с обратным смещением работают с током около 10 нА. Вольтметр показывает ноль, когда МОП-транзистор включен/проводит.

Здесь диоды с обратным смещением используются для подачи напряжения на затвор. В данном случае ток через 1N4148 с обратным смещением оценивается примерно в 10 наноампер. Итак, вы можете видеть, что для включения или выключения силового полевого МОП-транзистора не требуется много времени. Если вы действительно попробуете Рисунок 2 , вы увидите, что переход от выключенного состояния к включенному занимает несколько секунд и наоборот. Это может занять гораздо больше времени, если деталь долгое время находилась в одном состоянии. Обратите внимание, что счетчик показывает ноль вольт, когда деталь находится в проводящем состоянии или «включена».

РИСУНОК 2. Привод нижнего плеча (рис. 2A, слева ) по сравнению с приводом верхнего плеча ( рис. 2B, справа ) определяется тем, к какой шине питания подключен полевой МОП-транзистор.

Причина, по которой для переключения требуется время, заключается в том, что все эти запараллеленные и изолированные затворы действуют как пластины конденсатора. Вероятно, самой важной характеристикой затвора является его емкость. Для IRF540, показанного на Рисунок 1 (который стоит около 0,75 доллара США), сопротивление на входе составляет 0,077 Ом, а емкость затвора — 1500 пФ. Как правило, чем ниже сопротивление во включенном состоянии, тем больше входная емкость. Это имеет смысл. Чтобы получить более низкое сопротивление, вам нужно подключить больше крошечных устройств. Это означает больше ворот и большую площадь поверхности ворот. Эта увеличенная площадь поверхности затвора приводит к большей емкости.

Это подводит нас к основной практической проблеме использования мощных МОП-транзисторов. Чтобы включить или выключить устройство, вы должны быстро зарядить и разрядить затвор/конденсатор. Если вы этого не сделаете, он проведет значительное время в линейной области и рассеет много тепла. Следовательно, чтобы быстро включать и выключать его, вы должны обеспечить путь с очень низким сопротивлением. Это связано с тем, что затвор/конденсатор и сопротивление привода объединяются для создания RC-цепи.

Эта сеть RC определяет, насколько быстро деталь может изменить состояние. Это подводит нас к извращенным характеристикам привода MOSFET. Хотя для включения и выключения устройства практически не требуется непрерывный ток, для быстрой зарядки и разрядки затвора требуется значительный импульсный ток. Для очень быстрого переключения часто требуются сотни миллиампер и более. Сами МОП-транзисторы могут переключаться очень быстро — часто за 20 нс. Для этого требуется мощный удар по воротам.

Прочие соображения

Прежде чем мы перейдем к подробностям привода, важно упомянуть некоторые другие моменты. Мощные МОП-транзисторы часто используются в приложениях управления двигателями. Они могут быть идеальными для этого. Однако крайне важно помнить об индуктивной отдаче и проектировать ее. При высоких напряжениях и больших токах эти всплески могут быть разрушительными для вашей цепи. Они слишком сложны, чтобы описывать их здесь, поэтому обратитесь к инструкциям производителя по применению. Это то, что они подробно изучили.

Затем идет точка отвода тепла. Использование этих деталей при высокой мощности, безусловно, может привести к генерированию многих ватт энергии. Многие детали рассчитаны на рассеиваемую мощность до 150 Вт. Опять же, эта дискуссия о контроле тепла слишком запутана. См. техническое описание и указания производителя по применению.

Перегрузка ворот может значительно сократить ожидаемый срок службы детали. Например, таблица данных IR показывает, что 99% типичных деталей IRF540 прослужат около 100 000 000 000 часов (11,4 миллиона лет) с приводом затвора на восемь вольт (при 150 градусах по Фаренгейту). Управление воротами с помощью 20 вольт сокращает время до 1 000 000 часов (114 лет).

Требуемая скорость привода зависит от приложения. Если вы просто включаете и выключаете нагрузку каждую секунду или около того, на самом деле не имеет большого значения, переключается ли полевой МОП-транзистор за 50 нс или 50 мс. В любом случае количество тепла, выделяемого (и теряемой энергии) во время перехода, ничтожно мало. Однако, если вы переключаетесь на частоте 100 кГц, время перехода 50 мс просто не сработает. Даже время перехода 1 мс на частоте 100 кГц означает, что MOSFET находится в линейной области 10% от общего времени. Это приведет к выделению значительного количества тепла и одновременному падению эффективности. Высокая скорость переключения, особенно в источниках питания, важна, поскольку позволяет использовать конденсаторы и катушки индуктивности меньшего номинала. Это экономит деньги, место и вес.

Низкочастотный привод

Простейшая и наиболее распространенная схема называется «низкочастотным приводом» (см. Рисунок 2A ). ( Обратите внимание, мы в основном ограничим обсуждение N-канальными устройствами для краткости и простоты. ) В этом случае MOSFET подключается непосредственно к земле. Возбуждение на стороне высокого напряжения (, рис. 2B, ) помещает нагрузку на землю, а полевой МОП-транзистор подключается к источнику питания. Чтобы включить полевой МОП-транзистор нижнего плеча, все, что вам нужно сделать, это поднять затвор примерно на восемь вольт над землей. Заземление ворот отключает их.

Можно использовать пятивольтовые сигналы логического уровня ТТЛ (также известные как микропроцессор) для непосредственного управления полевым МОП-транзистором. Однако это не включит устройство полностью. Тем не менее, часто этого достаточно. Для IRF540 привод затвора на пять вольт позволяет переключать около 10 ампер (обычно) вместо указанных 28 ампер. Таким образом, если ваше приложение не требует полной мощности компонента, могут работать сигналы TTL. Вы всегда можете использовать часть с открытым коллектором, которая позволяет поднять логический выход выше пяти вольт. Кроме того, существуют специальные полевые МОП-транзисторы, предназначенные для работы с пятивольтовым приводом затвора. Естественно, они более дорогие, но они могут иметь смысл, учитывая дополнительные расходы и сложность разработки схемы управления затвором с более высоким напряжением. Обычно они идентифицируются как устройства «логического уровня».

Преимущество логики CMOS заключается в том, что она может без проблем работать от восьми вольт и выше. Однако они ужасны, когда дело доходит до управления током — даже с параллельными выходами. Как правило, они обеспечивают только пару мА или около того на выход. Таким образом, трудно управлять затвором MOSFET на высокой скорости. Однако многие приложения не нуждаются в высокоскоростном переключении.

Таймер 555 неплохо работает как драйвер. Обязательно используйте биполярную часть (NE555), а не часть CMOS (xxC555) (см. Фото 1 и 2 ).

ФОТО 1. Биполярный таймер 555 (Texas Instruments NE555) включает и выключает полевой МОП-транзистор примерно за 50 нс.

ФОТО 2. Таймеру CMOS 555 (Texas Instruments TLC555) требуется около 800 нс для включения MOSFET, что примерно в 16 раз дольше, чем у биполярной версии. Время выключения составляет около 50 нс.

Также можно использовать множество схем на дискретных транзисторах. Они могут быть однотранзисторными драйверами, как в Рисунок 3 .

РИСУНОК 3. Типовой драйвер нижнего плеча. Время включения определяется подтягивающим резистором. Время выключения довольно быстрое.

Недостатком этой конструкции является то, что подтягивающий резистор ограничивает ток, поэтому скорость включения ниже, чем скорость выключения. Дизайн тотемного столба ( Рисунок 4 ) может быть очень эффективным. Вы также можете использовать конструкцию NPN/PNP, чтобы исключить необходимость в инверторе.

РИСУНОК 4. Драйвер Totem pole обеспечивает быстрое и симметричное время включения и выключения. Конструкция PNP/NPN может устранить необходимость в инверторе.

Наконец, существуют специальные микросхемы, обычно называемые «драйверами нижнего плеча», которые обеспечивают большой ток для очень быстрого переключения. Если вы чувствуете потребность в скорости, это, вероятно, путь. Они стоят около доллара, но устраняют практические проблемы проектирования и тестирования схем. Естественно, есть драйверы затвора с высокой стороной, полумостовые драйверы затвора и драйверы затвора с полным мостом. Таблица 1 содержит сводку типичных скоростей привода, измеренных на нагрузке, а не на воротах. (Обратите внимание, что измерение драйвера затвора в 175 нс подозрительно медленное. Возможно, это было связано с моим простым испытательным приспособлением. Измерения схемы удвоителя напряжения показали симметричную скорость переключения 50 нс. Она рассчитана на 15 нс/1000 пФ.)

ТАБЛИЦА 1. Сводка привода нижнего плеча (время измеряется под нагрузкой).

Цепь	Время выключения	Время включения	Комментарии (10 В D-S с нагрузкой 100 мА)
ТТЛ ‘LS04	500 нс	100 000 нс	Невозможно полностью включить двигатель. Доступны части логического уровня.
ТТЛ/подтяжка	200 нс	3000 нс	Скорость ограничена подтягивающим резистором 1K. (74145)
КМОП	8000 нс	1000 нс	Очень медленно, но включается полностью. Легкий. (CD4069)
КМОП x 6	2000 нс	400 нс	Лучше, чем указано выше, но все равно медленно. (CD4069)
NE555	175 нс	60 нс	Биполярный хороший, CMOS плохой. ( Фото 1 и 2 )
Сдержанный	400 нс	2500 нс	Скорость ограничена подтягивающим резистором 1 кОм. ( Рисунок 4 )
Тотемный столб	175 нс	150 нс	Очень хорошо. ( Рисунок 5 )
Водитель	175 нс	50 нс	Максимальная скорость (см. текст). (LM5109B)

Вертикальное вождение

Верхнее вождение N-канальной детали может быть сложным (см. Рисунок 2 ). Затвор должен быть примерно на восемь вольт выше напряжения источника, чтобы включить его. Однако из-за очень низкого сопротивления, когда он включен, падение напряжения между стоком и истоком очень мало. Таким образом, напряжение на выводе источника часто очень близко к VCC. Таким образом, для включения устройства может потребоваться напряжение затвора больше, чем VCC.

Эту проблему можно решить несколькими способами. Во-первых, построить умножитель напряжения. Очевидно, что это не элегантное решение. Часть P-канала может быть здесь простым решением, несмотря на более высокую стоимость и более низкую производительность. На рис. 5 показано типичное подключение. Обратите внимание, что источник подключен к положительному напряжению. В этой конфигурации устройство P-канала будет включаться с напряжением затвора на восемь вольт ниже вывода истока. Таким образом, если VCC/источник составляет 10 вольт, часть начнет проводить, когда затвор упадет примерно до семи вольт, и будет полностью открыт при двух вольтах, или на восемь вольт ниже напряжения источника.

РИСУНОК 5. Устройство с P-каналом можно довольно легко использовать в конфигурации верхнего уровня. Деталь полностью включается, когда напряжение затвора примерно на восемь вольт ниже вывода истока. Обратите внимание, что источник подключен к положительной шине питания.

Если вы постоянно включаете и выключаете нагрузку менее чем за секунду или около того, есть другой подход, который можно использовать с N-канальными компонентами. Это называется начальной загрузкой и показано на рисунке 6 9 .0011 .

РИСУНОК 6. Эта конструкция бутстрапа увеличивает напряжение затвора, но очень медленно… около 30 мс время включения. Повышение напряжения определяется соотношением R1 и R2. R1 имеет тенденцию снижать любое напряжение затвора до пяти вольт.

Это модифицированная схема из Справочника по приложениям Siliconix MOSPOWER. Концептуальный дизайн схемы тонкий, но довольно простой. Когда транзистор открыт, затвор MOSFET находится в низком уровне, а конденсатор заряжается до VCC (10 вольт) через разделительный диод. Когда транзистор закрыт, напряжение затвора повышается до VCC из-за заряженного конденсатора (в основном через R2 и R3). Поскольку МОП-транзистор выключен, напряжение на выводе истока снижается через нагрузку. Это означает, что напряжение на затворе намного выше напряжения на выводе истока, и полевой МОП-транзистор начнет проводить ток. Когда это происходит, конденсатор действует как источник напряжения последовательно с выводом источника. Таким образом, любое напряжение на выводе истока добавляется через конденсатор к затвору. (Отрицательная сторона конденсатора увеличивается из-за увеличения напряжения на выводе истока, что увеличивает положительную сторону на равную величину.) Фактически, часть увеличивает напряжение затвора своими собственными бутстрапами.

Естественно, теория отличается от практики. Емкость конденсатора должна быть как минимум в 10 раз больше емкости затвора. В большинстве случаев подойдет 0,1 мкФ. Диод может быть любого типа мощности с соответствующим номинальным напряжением. Резисторы R1 и R2 — сложные компоненты.

Подтягивающий резистор (R1) определяет величину увеличения напряжения. Это связано с тем, что он подключает привод затвора к пятивольтовому источнику питания. Любое напряжение выше пяти вольт будет снижено до пяти вольт через этот резистор. Обратите внимание, что этот резистор не всегда может быть виден. Например, таймер 555 (подключенный к R2-R3) может подавать 100 мА при эквивалентном подтягивающем сопротивлении около 50 Ом (при пяти вольтах). Очевидно, что резистор 10K выше пяти вольт на любую значительную величину.

Как показано на рис. 6 , значение 10K для R2 подает на затвор только 10 вольт (относительно земли), что недостаточно, если источник также имеет 10 вольт. Если R2 увеличить до 100 кОм, на затвор подается более 17 вольт, что, вероятно, подходит для большинства приложений с IRF540. Обратите внимание, что время включения также контролируется R2 (время выключения контролируется R3). Зарядка затвора 1500 пФ через 100K занимает около 30 мс, чтобы включить устройство (измерено). Таким образом, вы обмениваете скорость на напряжение. Общее эмпирическое правило заключается в том, что R2 должен составлять примерно 1/10 эквивалентного подтягивающего резистора R1.

Резистор R3 управляет временем выключения и включен в основном для полноты картины. Часто показан последовательный резистор затвора. Это не обязательно. Как показано, время выключения составляет около 2 мс. Если R3 заменить проводом, время выключения падает примерно до 500 нс.

Эти проблемы могут быть устранены путем использования транзисторной схемы с открытым коллектором, показанной на рис. 7 .

РИСУНОК 7. Использование конструкции с открытым коллектором исключает подтягивающий резистор и резистор затвора. Скорость переключения намного выше, чем на рисунке 6. Время включения около 4 мс.

В этом случае нет подключения к пятивольтовому источнику питания, поэтому нет проблемы понижения напряжения. Это исключает R1 и позволяет использовать гораздо меньший резистор для R2. Этот резистор теперь выбран для ограничения тока в транзисторе до безопасного уровня (100 мА, как показано). Резистор R3 тоже можно исключить. Эта схема подает около 18 вольт на затвор, а время переключения составляет около 4 мс для включения и 500 нс для выключения.

Однако, если вы хотите использовать N-канальную часть верхнего плеча, вам действительно следует подумать об использовании микросхемы драйвера. LM5109B стоит всего около 1,60 доллара и управляет полевым МОП-транзистором верхнего и нижнего плеча в полумостовой конфигурации. Он рассчитан на 90 вольт (для MOSFET) и может включать и выключать их за 15 нс с емкостью затвора 1000 пФ. Учитывая время и усилия, затраченные на разработку собственного высокочастотного драйвера, это хорошая сделка. В наличии есть и много других запчастей.

Заключение

На этот раз мы рассмотрели силовые полевые МОП-транзисторы и обнаружили, что они обладают некоторыми очень полезными свойствами. Они дешевы и мощны, и их довольно легко реализовать. Естественно, кроме теории есть и практические соображения.

В следующий раз мы построим два проекта. Первый — это бестрансформаторный сильноточный удвоитель напряжения, использующий схему с полным мостом, который имеет множество других полезных применений (например, управление двигателем). Второй представляет собой линейный источник питания постоянного тока, способный обеспечить 20 ампер и более. NV

Детекторы MOSFET | Онкология Медицинская физика

Металлооксид-полупроводниковые детекторы на полевых транзисторах (MOSFET) представляют собой детекторы излучения на основе полупроводников, используемые для дозиметрии малого поля, дозиметрии in-vivo и измерений профиля. Ключевым преимуществом MOSFET-детектора является чрезвычайно малый собирающий объем, но устройствам мешают накопленные повреждения, ограничивающие их эффективный срок службы примерно до 100 Гр.

Конструкция

МОП-транзистор состоит из полупроводника с тремя выводами, называемыми стоком, истоком и затвором. МОП-транзисторы могут быть как P-канальными, так и N-канальными, но P-канальные МОП-транзисторы являются наиболее распространенными в дозиметрах.

В P-канальном MOSFET исток и сток изготовлены из полупроводника P-типа (акцептор электронов), а затвор — из полупроводника N-типа (донор электронов). В N-канальном МОП-транзисторе типы конструкционных материалов меняются местами. Исток и сток встроены в кремниевую подложку и изолированы от затвора слоем диоксида кремния (SiO ₂ ).

Чувствительный объем MOSFET-детектора определяется изолятором из диоксида кремния, который улавливает электронно-дырочные пары во время облучения. Толщина изолятора из диоксида кремния (обычно 0,1-1 мкм) влияет на чувствительность МОП-транзистора, причем более толстые слои более чувствительны.

P-канальный MOSFET Конструкция.

Принцип работы

МОП-транзистор можно рассматривать как управляемый напряжением полупроводниковый переключатель. Когда напряжение, подаваемое на затвор, слишком низкое, область между стоком и истоком содержит избыток электрического заряда, который препятствует протеканию тока. При отрицательном напряжении свыше пороговое напряжение подается на затвор, эти электроны отталкиваются и образуется инверсионный слой (иногда называемый каналом). Этот инверсионный слой позволяет току проходить от стока к истоку.

Примечание. Вышеизложенное относится к конструкциям полевых МОП-транзисторов с P-каналом, которые наиболее распространены в дозиметрических приложениях. Для N-канальных MOSFET избыточные дырки блокируют ток при V _G  = 0 и при подаче на затвор положительного напряжения (V _G  > V _Порог ) формируется N-канал, позволяющий протекать току.

Измерение дозы

МОП-транзисторы определяют дозу путем измерения изменения порогового напряжения следующим образом:

1. При облучении МОП-транзистора в слое SiO ₂ создаются электронно-дырочные пары.