Semua sirkuit layak bila digerakkan dengan benar, tetapi 2 & 3 jauh lebih umum, jauh lebih mudah dikendarai dengan baik dan jauh lebih aman, tidak melakukan kesalahan.
Daripada memberikan Anda serangkaian jawaban berbasis tegangan, saya akan memberi Anda beberapa aturan umum yang jauh lebih berguna setelah Anda memahaminya.
MOSFET memiliki Vgs atau Vsg maksimum aman di luar yang dapat dihancurkan, ini biasanya hampir sama di kedua arah dan lebih merupakan hasil dari konstruksi dan ketebalan lapisan oksida.
MOSFET akan "aktif" ketika Vg berada di antara Vth dan Vgsm
- Dalam arah positif untuk FET Saluran.
- Dalam arah negatif untuk FET Saluran.
Ini masuk akal mengendalikan FET di sirkuit di atas.
Tentukan Vgsm tegangan sebagai tegangan maksimum yang mungkin gerbang lebih dari sumber dengan aman.
Tetapkan -Vgsm sebagai yang paling banyak bahwa Vg mungkin negatif relatif terhadap s.
Tentukan Vth sebagai tegangan yang harus dimiliki sumber gerbang untuk menghidupkan FET. Vth adalah + ve untuk FETs saluran N dan negatif untuk FET saluran P.
BEGITU
Sirkuit 3
MOSFET aman untuk Vgs dalam kisaran +/- Vgsm.
MOSFET aktif untuk Vgs> + Vth
Sirkuit 2
MOSFET aman untuk Vgs dalam kisaran +/- Vgsm.
MOSFET aktif untuk - Vgs> -Vth (yaitu gerbang lebih negatif daripada tiriskan dengan besarnya Vth.
Sirkuit 1
Persis sama dengan sirkuit 3
yaitu tegangan relatif terhadap FET identik. Tidak mengherankan bila Anda memikirkannya. TAPI Vg sekarang akan ~ = 400V sama sekali waktunya.
Sirkuit 4
Persis sama dengan sirkuit 2
yaitu tegangan relatif terhadap FET identik. Sekali lagi, tidak mengejutkan ketika Anda memikirkannya. TAPI Vg sekarang akan ~ = 400V di bawah 400V rail setiap saat.
yaitu perbedaan dalam sirkuit terkait dengan tegangan ground Vg untuk N Channel FET dan + 400V untuk FET saluran P. FET tidak "tahu" tegangan absolut gerbangnya - itu hanya "peduli" tentang sumber tegangan wrt.
Terkait - akan muncul di sepanjang jalan setelah diskusi di atas:
MOSFET adalah sakelar '2 kuadran'. Yaitu, untuk sakelar saluran N di mana polaritas gerbang dan tiriskan relatif terhadap sumber di "4 kuadran" dapat + +, + -, - -, dan - +, MOSFET akan menyala dengan
ATAU
- Vds negatif dan Vgs positif
Ditambahkan awal 2016:
T: Anda menyebutkan bahwa sirkuit 2 & 3 sangat umum, mengapa begitu?
Switch dapat bekerja di kedua kuadran, apa yang membuat seseorang memilih saluran P ke saluran N, sisi tinggi ke sisi rendah? -
J: Ini sebagian besar tercakup dalam jawaban asli jika Anda menjalaninya dengan hati-hati. Tapi ...
SEMUA sirkuit hanya beroperasi di kuadran 1 ketika: Pertanyaan Anda tentang 2 operasi kuadran menunjukkan kesalahpahaman dari 4 sirkuit di atas. Saya menyebutkan 2 operasi kuadran pada akhir (di atas) TETAPI itu tidak relevan dalam operasi normal. Semua 4 dari sirkuit di atas beroperasi di kuadran 1 mereka - yaitu Vgs polaritas = Vds polaritas setiap saat ketika dihidupkan.
Operasi kuadran kedua dimungkinkan yaitu
Vgs polaritas = - Vds polaritas setiap saat ketika dihidupkan
NAMUN ini biasanya menyebabkan komplikasi karena "body diode" inbuilt di FET - lihat bagian "Body Diode" di akhir.
Di sirkuit 2 & 3 tegangan drive gerbang selalu terletak di antara rel catu daya, sehingga tidak perlu menggunakan pengaturan "khusus" untuk menurunkan tegangan drive.
Di sirkuit 1 drive gerbang harus di atas rel 400V untuk mendapatkan cukup Vgs untuk mengaktifkan MOSFET.
Di sirkuit 4 tegangan gerbang harus di bawah tanah.
Untuk mencapai voltase seperti itu "sirkuit bootstrap" sering digunakan yang biasanya menggunakan "pompa" kapasitor dioda untuk memberikan tegangan ekstra.
Pengaturan yang umum adalah menggunakan 4 x N Channel di jembatan.
2 x FET sisi rendah memiliki drive gerbang biasa - katakan 0/12 V, dan 2 FET sisi tinggi perlu (di sini) sa 412V untuk memasok + 12V ke FET sisi tinggi ketika FET dihidupkan. Secara teknis ini tidak sulit tetapi lebih untuk dilakukan, lebih banyak salah dan harus dirancang. Pasokan bootstrap sering digerakkan oleh sinyal switching PWM sehingga ada frekuensi yang lebih rendah di mana Anda masih mendapatkan drive gerbang atas. Matikan AC dan voltase bootstrap mulai membusuk karena bocor. Sekali lagi, tidak sulit, hanya baik untuk dihindari.
Menggunakan saluran 4 x N "baik" karena
semua cocok,
Rdson biasanya lebih rendah untuk $ yang sama dari saluran P.
CATATAN !!!: Jika paket adalah tab yang terisolasi atau menggunakan pemasangan yang terisolasi, semua dapat berjalan bersama pada heatsink yang sama - TETAPI lakukan CARE !!!
Pada kasus ini
sementara
Body diode: Semua FETS yang biasanya dijumpai * memiliki dioda tubuh "intrinsik" atau "parasit" yang terbalik antara drain dan sumber. Dalam operasi normal ini tidak mempengaruhi operasi yang dimaksud. Jika FET dioperasikan di kuadran ke-2 (mis. Untuk N Channel Vds = -ve, Vgs = + ve) [[pedantry: panggil ke-3 jika Anda suka :-)]] maka dioda tubuh akan melakukan ketika FET diaktifkan mati ketika VDS -ve. Ada situasi di mana ini berguna dan diinginkan tetapi mereka tidak seperti yang biasa ditemukan di misalnya 4 jembatan FET.
* Dioda tubuh terbentuk karena substrat tempat lapisan perangkat terbentuk konduktif. Perangkat dengan substrat isolasi (seperti Silicon on Saphire), tidak memiliki dioda tubuh intrinsik ini, tetapi biasanya sangat mahal dan terspesialisasi.
