MOSFET లను ఎలా రక్షించాలి - బేసిక్స్ వివరించబడ్డాయి

సరైన పిసిబి లేఅవుట్‌కు సంబంధించిన కొన్ని ప్రాథమిక మార్గదర్శకాలను అనుసరించడం ద్వారా మరియు ఈ సున్నితమైన పరికరాలను జాగ్రత్తగా నిర్వహించడం ద్వారా మోస్‌ఫెట్‌లను ఎలా రక్షించాలో మరియు ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లలో మోస్‌ఫెట్ బర్నింగ్‌ను ఎలా నిరోధించాలో ఈ పోస్ట్‌లో మనం సమగ్రంగా తెలుసుకుంటాము.

పరిచయం

ప్రతిదీ సరిగ్గా కనెక్ట్ చేసిన తర్వాత కూడా మీ సర్క్యూట్‌లోని మోస్‌ఫెట్‌లు హాట్‌గా మారి నిమిషాల్లోనే పేల్చివేస్తాయి. మోస్ఫెట్ ఆధారిత సర్క్యూట్లను ప్రత్యేకంగా అధిక పౌన .పున్యాలు కలిగి ఉన్న వాటిని రూపకల్పన చేసి, ఆప్టిమైజ్ చేసేటప్పుడు ఇది చాలా కొత్త మరియు అనుభవజ్ఞులైన అభిరుచి గలవారు ఎదుర్కొంటున్న చాలా సాధారణ సమస్య.

స్పష్టంగా, ఇచ్చిన వివరాల ప్రకారం అన్ని భాగాలను సరిగ్గా కనెక్ట్ చేయడం ఇతర సమస్యలను before హించే ముందు ముందుగా తనిఖీ చేసి ధృవీకరించాల్సిన అవసరం ఉంది, ఎందుకంటే ప్రాథమిక విషయాలు ఖచ్చితంగా సరిగ్గా ఉంచకపోతే మీ సర్క్యూట్‌లోని ఇతర దాచిన దోషాలను గుర్తించడం అర్థరహితం అవుతుంది. .

అనేక kHz క్రమంలో అధిక పౌన encies పున్యాలను కలిగి ఉన్న సర్క్యూట్లలో బేసిక్ మోస్ఫెట్ ప్రొటెక్షన్ అప్లికేషన్ ప్రత్యేకంగా కీలకం అవుతుంది. అధిక పౌన frequency పున్య అనువర్తనాలు పరికరాల యొక్క శీఘ్ర (ఎన్ఎస్ లోపల) ఆన్ మరియు ఆఫ్ కోసం పిలుస్తాయి ఎందుకంటే ఇది సంబంధిత స్విచింగ్‌తో ప్రత్యక్షంగా లేదా పరోక్షంగా అనుబంధించబడిన అన్ని ప్రమాణాలను సమర్థవంతంగా అమలు చేయాలని కోరుతుంది.

కాబట్టి మోస్ఫెట్ల యొక్క సరికాని లేదా అసమర్థమైన మార్పిడికి కారణమయ్యే ప్రధాన అవరోధాలు ఏమిటి, ఈ క్రింది పాయింట్లతో మోస్ఫెట్లను ఎలా రక్షించాలో సమగ్రంగా తెలుసుకుందాం.

విచ్చలవిడి ప్రవర్తనను వదిలించుకోండి:

క్యూలో సర్వసాధారణమైన మరియు ప్రధానమైన బగ్ సర్క్యూట్ ట్రాక్‌లలో దాచబడిన విచ్చలవిడి ఇండక్టెన్స్. స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు కరెంట్ ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, పిసిబి ట్రాక్ అయిన కనెక్టింగ్ మార్గంలో స్వల్పంగా అనవసరమైన పెరుగుదల కూడా ఇంటర్-లింక్డ్ ఇండక్టెన్స్‌కు దారితీయవచ్చు, ఇది అసమర్థ ప్రసరణ, ట్రాన్సియెంట్లు మరియు స్పైక్‌ల కారణంగా మోస్‌ఫెట్ ప్రవర్తనను తీవ్రంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

ఈ సమస్యను వదిలించుకోవడానికి, ట్రాక్‌లను విస్తృతంగా ఉంచడానికి మరియు పరికరాలను ఒకదానికొకటి దగ్గరగా ఉండేలా ఉంచడానికి మరియు సంబంధిత మోస్‌ఫెట్‌లను నడపడానికి ఉపయోగిస్తున్న డ్రైవర్ ఐసికి ఉంచాలని గట్టిగా సిఫార్సు చేయబడింది.

అందువల్ల SMD కి ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది మరియు భాగాలలో క్రాస్ ఇండక్టెన్స్‌ను తొలగించే ఉత్తమ మార్గం, డబుల్ సైడెడ్ పిసిబి వాడకం దానిలోని చిన్న 'ప్రింటెడ్-త్రూ-హోల్' కనెక్షన్ల కారణంగా సమస్యను నియంత్రించడంలో సహాయపడుతుంది.

పిసిబిలో వీలైనంత లోతుగా సీసాన్ని చొప్పించడం ద్వారా మోస్ఫెట్స్ యొక్క నిలబడి ఉన్న ఎత్తును కూడా కనిష్టంగా తీసుకురావాలి, SMD ని ఉపయోగించడం బహుశా ఉత్తమ ఎంపిక.

మోస్‌ఫెట్స్‌లో అంతర్నిర్మిత కెపాసిటర్లు ఉన్నాయని మనందరికీ తెలుసు, ఇది పరికరాన్ని నిర్వహించడానికి ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జ్ అవసరం.

ప్రాథమికంగా ఈ కెపాసిటర్లు గేట్ / సోర్స్ మరియు గేట్ / డ్రెయిన్ అంతటా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. మోస్ఫెట్స్ దీర్ఘకాలం ఆలస్యం ఛార్జింగ్ మరియు దాని కెపాసిటెన్స్‌ను విడుదల చేయడం 'ఇష్టపడవు' ఎందుకంటే ఇవి నేరుగా దాని సామర్థ్యంతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి.

మోస్‌ఫెట్‌లను నేరుగా లాజిక్ సోర్స్ అవుట్‌పుట్‌కు కనెక్ట్ చేయడం ఈ సమస్యను పరిష్కరిస్తున్నట్లు అనిపించవచ్చు, ఎందుకంటే లాజిక్ సోర్స్ VCC నుండి సున్నాకి కెపాసిటెన్స్‌ను త్వరగా మారుస్తుంది మరియు మునిగిపోతుంది, మరియు దీనికి విరుద్ధంగా దాని మార్గంలో ఎటువంటి అడ్డంకులు లేకపోవడం వల్ల.

ఏదేమైనా, పైన పేర్కొన్న పరిశీలనను అమలు చేయడం వలన కాలువ మరియు గేట్ అంతటా ప్రమాదకరమైన వ్యాప్తి కలిగిన ట్రాన్సియెంట్స్ మరియు నెగటివ్ స్పైక్‌ల ఉత్పత్తికి దారితీస్తుంది, కాలువ / మూలం అంతటా ఆకస్మికంగా అధిక కరెంట్ మారడం వలన ఉత్పత్తి అయ్యే స్పైక్‌లకు మోస్‌ఫెట్ హాని కలిగిస్తుంది.

ఇది పరికరం లోపల షార్ట్ సర్క్యూట్‌ను అందించే మోస్‌ఫెట్ యొక్క విభాగాల మధ్య సిలికాన్ విభజనను సులభంగా విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది మరియు దానిని శాశ్వతంగా దెబ్బతీస్తుంది.

గేట్ నిరోధకత యొక్క ప్రాముఖ్యత:

పై సమస్యను వదిలించుకోవడానికి లాజిక్ ఇన్పుట్ మరియు మోస్ఫెట్ గేట్తో తక్కువ విలువ కలిగిన రెసిస్టర్‌ను సిరీస్‌లో ఉపయోగించమని సిఫార్సు చేయబడింది.

సాపేక్షంగా తక్కువ పౌన encies పున్యాలతో (50 Hz నుండి 1kHz వరకు), విలువ 100 మరియు 470 ఓంల మధ్య ఎక్కడైనా ఉండవచ్చు, అయితే దీని కంటే ఎక్కువ పౌన encies పున్యాల కోసం విలువ 100 ఓంలలో ఉండవచ్చు, చాలా ఎక్కువ పౌన encies పున్యాల కోసం (10kHz మరియు అంతకంటే ఎక్కువ) ఇది 50 ఓంలు మించకూడదు .

పై పరిశీలన అంతర్గత కెపాసిటర్ల యొక్క ఎక్స్‌పోనెన్షియల్ ఛార్జింగ్ లేదా క్రమంగా ఛార్జింగ్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది, కాలువ / గేట్ పిన్‌లలో ప్రతికూల స్పైక్‌ల అవకాశాలను తగ్గించడం లేదా మందగించడం.

రివర్స్ డయోడ్‌లను ఉపయోగించడం:

పై పరిశీలనలో, గేట్ కెపాసిటెన్స్ యొక్క ఎక్స్‌పోనెన్షియల్ ఛార్జింగ్ స్పైక్‌ల అవకాశాలను తగ్గిస్తుంది, అయితే లాజిక్ ఇన్‌పుట్ యొక్క మార్గంలో ప్రతిఘటన కారణంగా ప్రమేయం ఉన్న కెపాసిటెన్స్ యొక్క ఉత్సర్గం ఆలస్యం అవుతుందని, ప్రతిసారీ అది లాజిక్ సున్నాకి మారుతుంది. ఆలస్యం ఉత్సర్గకు కారణం అంటే ఒత్తిడితో కూడిన పరిస్థితులలో మోస్‌ఫెట్‌ను బలవంతంగా నిర్వహించడం, అనవసరంగా వేడిగా మారుతుంది.

గేట్ రెసిస్టర్‌తో సమాంతరంగా రివర్స్ డయోడ్‌ను చేర్చడం ఎల్లప్పుడూ మంచి పద్ధతి, మరియు డయోడ్ ద్వారా మరియు లాజిక్ ఇన్‌పుట్‌లోకి గేట్ ఉత్సర్గ కోసం నిరంతర మార్గాన్ని అందించడం ద్వారా గేట్ యొక్క ఆలస్యం ఉత్సర్గాన్ని పరిష్కరిస్తుంది.

మస్ఫెట్లను సరైన అమలుకు సంబంధించి పైన పేర్కొన్న అంశాలను మస్ఫెట్లను మర్మమైన లోపాలు మరియు దహనం నుండి కాపాడటానికి ఏ సర్క్యూట్లోనైనా సులభంగా చేర్చవచ్చు.

సంక్లిష్టమైన అనువర్తనాల్లో కూడా సగం వంతెన లేదా పూర్తి వంతెన మోస్‌ఫెట్ డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌లతో పాటు కొన్ని అదనపు సిఫార్సు చేసిన రక్షణలు.

గేట్ మరియు మూలం మధ్య రెసిస్టర్‌ను ఉపయోగించడం

మునుపటి చిత్రాలలో ఈ చేరికను మేము సూచించనప్పటికీ, అన్ని పరిస్థితులలో మోస్ఫెట్ blow దకుండా కాపాడటానికి ఇది గట్టిగా సిఫార్సు చేయబడింది.

కాబట్టి గేట్ / సోర్స్ అంతటా ఒక రెసిస్టర్ ఎలా హామీ రక్షణను అందిస్తుంది?

బాగా, సాధారణంగా మోస్ఫెట్స్ ఒక స్విచ్చింగ్ వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడల్లా తాళాలు వేసే ధోరణిని కలిగి ఉంటాయి, ఈ లాచింగ్ ప్రభావం కొన్నిసార్లు తిరిగి మార్చడం కష్టం, మరియు వ్యతిరేక స్విచ్చింగ్ కరెంట్ వర్తించే సమయానికి ఇది ఇప్పటికే చాలా ఆలస్యం అవుతుంది.

పేర్కొన్న రెసిస్టర్ స్విచ్చింగ్ సిగ్నల్ తొలగించిన వెంటనే మోస్ఫెట్ త్వరగా ఆఫ్ చేయగలదని మరియు సాధ్యమయ్యే నష్టాన్ని నివారించగలదని నిర్ధారిస్తుంది.

ఈ రెసిస్టర్ విలువ 1K మరియు 10K మధ్య ఎక్కడైనా ఉండవచ్చు, అయితే తక్కువ విలువలు మంచి మరియు మరింత ప్రభావవంతమైన ఫలితాలను అందిస్తాయి.

హిమపాతం రక్షణ

దాని అంతర్గత శరీర డయోడ్లలోని వోల్టేజ్ పరిస్థితుల కారణంగా దాని జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత అకస్మాత్తుగా భరించదగిన పరిమితికి మించి పెరిగితే MOSFET లు దెబ్బతినవచ్చు. ఈ సంఘటనను MOSFET లలో హిమసంపాతం అని పిలుస్తారు.

పరికరం యొక్క కాలువ వైపు ప్రేరక లోడ్ ఉపయోగించినప్పుడు సమస్య తలెత్తుతుంది, మరియు మోస్ఫెట్ స్విచ్ ఆఫ్ వ్యవధిలో, మోస్ఫెట్ బాడీ డయోడ్ గుండా వెళుతున్న ఇండక్టర్ యొక్క రివర్స్ EMF చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, దీనివల్ల MOSFET యొక్క జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రతలలో ఆకస్మిక పెరుగుదల ఏర్పడుతుంది మరియు దాని విచ్ఛిన్నం.

MOSFET ల యొక్క కాలువ / సోర్స్ టెర్మినల్స్ అంతటా బాహ్య అధిక శక్తి డయోడ్‌ను జోడించడం ద్వారా సమస్యను పరిష్కరించవచ్చు, తద్వారా రివర్స్ కరెంట్ డయోడ్‌లలో భాగస్వామ్యం చేయబడుతుంది మరియు అదనపు ఉష్ణ ఉత్పత్తి తొలగించబడుతుంది.

హెచ్-బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్లలో మోస్ఫెట్లను బర్నింగ్ నుండి రక్షించడం

పైన పేర్కొన్న వాటికి అదనంగా IR2110 వంటి డ్రైవర్ ఐసి పాల్గొన్న పూర్తి బ్రిడ్జ్ డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, ఈ క్రింది అంశాలను మనస్సులో విసుగు చెందాలి (నేను త్వరలో నా రాబోయే వ్యాసాలలో ఒకదానిలో వివరంగా చర్చిస్తాను)

• డ్రైవర్ ఐసి సరఫరా పిన్‌అవుట్‌లకు దగ్గరగా ఉన్న డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్‌ను జోడించండి, ఇది అంతర్గత సరఫరా పిన్‌అవుట్‌లలోని స్విచ్చింగ్ ట్రాన్సియెంట్లను తగ్గిస్తుంది, ఇది మోస్‌ఫెట్ గేట్లకు అసహజమైన అవుట్పుట్ లాజిక్‌ను నిరోధిస్తుంది.
• బూట్స్ట్రాపింగ్ కెపాసిటర్ కోసం ఎల్లప్పుడూ అధిక నాణ్యత గల తక్కువ ESD, తక్కువ లీకేజ్ రకం కెపాసిటర్లను వాడండి మరియు వాటిలో కొన్నింటిని సమాంతరంగా వాడండి. డేటాషీట్లో ఇచ్చిన సిఫార్సు విలువలో ఉపయోగించండి.
• నాలుగు మోస్‌ఫెట్ ఇంటర్‌లింక్‌లను ఎల్లప్పుడూ ఒకదానికొకటి దగ్గరగా కనెక్ట్ చేయండి. పైన వివరించిన విధంగా మోస్ఫెట్స్ అంతటా విచ్చలవిడి ప్రేరణను తగ్గిస్తుంది.
• మరియు, హై సైడ్ పాజిటివ్ (VDD) మరియు తక్కువ సైడ్ గ్రౌండ్ (VSS) అంతటా సాపేక్షంగా పెద్ద విలువ కెపాసిటర్‌ను కనెక్ట్ చేయండి, ఇది కనెక్షన్ల చుట్టూ దాచగలిగే అన్ని విచ్చలవిడి ఇండక్టెన్స్‌ను సమర్థవంతంగా గ్రౌండ్ చేస్తుంది.
• VSS, మోస్‌ఫెట్ లో సైడ్ గ్రౌండ్ మరియు లాజిక్ ఇన్‌పుట్ గ్రౌండ్‌లో కలిసి చేరండి మరియు సరఫరా టెర్మినల్‌కు ఒకే సాధారణ మందపాటి మైదానంగా ముగుస్తుంది.
• దాచిన ఇంటర్ కనెక్షన్లు మరియు లఘు చిత్రాల నుండి తప్పించుకోవటానికి టంకం ఫ్లక్స్ యొక్క అన్ని జాడలను తొలగించడానికి అసిటోన్ లేదా ఇలాంటి యాంటీ-ఫ్లక్స్ ఏజెంట్‌తో బోర్డును పూర్తిగా కడగాలి.

ఓవర్ హీటింగ్ నుండి మోస్ఫెట్లను రక్షించడం

లైటింగ్ మసకబారడం తరచుగా MOSFET వైఫల్యాలతో బాధపడుతోంది. తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత ఎసి పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించే చాలా మసకబారినవి పరివేష్టితమై తరచుగా గోడలో పొందుపరచబడతాయి. ఇది ఉష్ణ వెదజల్లే సమస్యలకు కారణమవుతుంది మరియు ఉష్ణాన్ని పెంచుతుంది - ఇది ఉష్ణ సంఘటనకు దారితీస్తుంది. సాధారణంగా, లైటింగ్ మసకబారిన సర్క్యూట్ల కోసం ఉపయోగించే MOSFET 'రెసిస్టివ్ మోడ్'లో విఫలమవుతుంది.

TE కనెక్టివిటీ నుండి రిఫ్లో-చేయగల థర్మల్ ప్రొటెక్షన్ లేదా RTP తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత AC అనువర్తనాలలో MOSFET వైఫల్యానికి సమాధానం అందిస్తుంది.

ఈ పరికరం MOSFET యొక్క సాధారణ ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద తక్కువ-విలువ నిరోధకం వలె పనిచేస్తుంది. ఇది దాదాపుగా మోస్‌ఫెట్‌పై నేరుగా అమర్చబడుతుంది మరియు అందువల్ల ఉష్ణోగ్రతను ఖచ్చితత్వంతో గ్రహించగలుగుతారు. ఏదైనా కారణం చేత, MOSFET అధిక ఉష్ణోగ్రత స్థితికి వెళుతుంది, ఇది RTP చేత గ్రహించబడుతుంది మరియు ముందే నిర్వచించిన ఉష్ణోగ్రత వద్ద, RTP అధిక-విలువ నిరోధకంగా మారుతుంది.

ఇది MOSFET కు శక్తిని సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తుంది, దానిని విధ్వంసం నుండి కాపాడుతుంది. అందువల్ల, తక్కువ ధర కలిగిన రెసిస్టర్ మరింత ఖరీదైన మోస్‌ఫెట్‌ను ఆదా చేయడానికి త్యాగం చేస్తుంది. ఇదే విధమైన సారూప్యత మరింత సంక్లిష్టమైన సర్క్యూట్రీని (ఉదా. టెలివిజన్) రక్షించడంలో ఫ్యూజ్ (తక్కువ-విలువైన పదార్థం) ఉపయోగించడం.

TE కనెక్టివిటీ నుండి RTP యొక్క అత్యంత ఆసక్తికరమైన అంశం ఏమిటంటే, అపారమైన ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకోగల సామర్థ్యం - 260ºC వరకు. ప్రతిఘటన మార్పు (MOSFET ను రక్షించడానికి) సాధారణంగా 140ºC వద్ద సంభవిస్తుంది కాబట్టి ఇది ఆశ్చర్యకరమైనది.

TE కనెక్టివిటీ చేత వినూత్న రూపకల్పన ద్వారా ఈ అద్భుత ఘనత సాధించబడుతుంది. MOSFET ను రక్షించడం ప్రారంభించడానికి ముందు RTP సక్రియం చేయాలి. ఫ్లో టంకం (అటాచ్మెంట్) పూర్తయిన తర్వాత RTP యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ యాక్టివేషన్ జరుగుతుంది. ప్రతి RTP ఒక నిర్దిష్ట సమయం కోసం RTP యొక్క ఆర్మింగ్ పిన్ ద్వారా పేర్కొన్న కరెంట్‌ను పంపడం ద్వారా వ్యక్తిగతంగా ఆయుధాలు కలిగి ఉండాలి.

సమయం-ప్రస్తుత లక్షణాలు RTP యొక్క ప్రత్యేకతలలో భాగం. ఇది సాయుధమయ్యే ముందు, RTP యొక్క నిరోధకం యొక్క విలువ పేర్కొన్న లక్షణాలను అనుసరిస్తుంది. అయినప్పటికీ, అది సాయుధమయిన తర్వాత, ఆర్మింగ్ పిన్ విద్యుత్తుగా తెరవబడుతుంది - తదుపరి మార్పులను నివారిస్తుంది.

పిసిబిలో మోస్ఫెట్ మరియు ఆర్టిపిని రూపకల్పన చేసేటప్పుడు మరియు మౌంట్ చేసేటప్పుడు టి కనెక్టివిటీ పేర్కొన్న లేఅవుట్ను అనుసరించడం చాలా ముఖ్యం. ROS మోస్ఫెట్ యొక్క ఉష్ణోగ్రతను గ్రహించవలసి ఉంటుంది కాబట్టి, సహజంగానే ఈ రెండూ దగ్గరగా ఉండాలి.

ROS నిరోధకత MOSFET ద్వారా 120V AC వద్ద 80A వరకు విద్యుత్తును అనుమతిస్తుంది, MOSFET యొక్క ఉష్ణోగ్రత RTP యొక్క ఓపెన్ ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది 135-145ºC మధ్య ఉంటుంది.