ایچ-پل ایپلی کیشنز میں پی چینل موسفٹ

H-Bridge سرکٹ میں پی چینل MOSFETs کو نافذ کرنا آسان اور دلکش نظر آسکتا ہے ، تاہم زیادہ سے زیادہ رسپانس حاصل کرنے کے ل some اس کے لئے کچھ سخت حساب اور پیرامیٹرز کی ضرورت پڑسکتی ہے۔

عام طور پر آن چین / آف سوئچنگ کے ل P پی چینل موسفس کو لاگو کیا جاتا ہے۔ اونچائی طرف پی چینل کے اختیارات کا آسانی سے استعمال انہیں لو وولٹیج ڈرائیوز (ایچ برج نیٹ ورکس) اور غیر الگ تھلگ پوائنٹ آف لوڈ (بوک کنورٹرس) جیسے ایپلی کیشنز اور ان ایپلی کیشنز میں جس میں بہت آسان ہے۔ جگہ ایک اہم حد ہے۔

پی چینل موسفٹ کا کلیدی فائدہ اعلی سائیڈ سوئچ پوزیشن کے آس پاس اقتصادی گیٹ ڈرائیونگ کی حکمت عملی ہے اور عام طور پر اس نظام کو بہت لاگت سے موثر بنانے میں مدد کرتا ہے۔

اس مضمون میں ہم H-Bridge ایپلی کیشنز کے لئے ایک اعلی سائیڈ سوئچ کے طور پر پی چینل MOSFETs کے استعمال کو دریافت کرتے ہیں

پی چینل بمقابلہ این چینل پیشہ اور ساز

کب ایک اعلی طرف سوئچ کی درخواست میں استعمال کیا جاتا ہے این چینل موسفٹ کا ماخذ وولٹیج زمین کے حوالے سے بڑھتی ہوئی صلاحیت پر ہوتا ہے۔

لہذا ، یہاں ایک این چینل موسفٹ کو چلانے کے لئے آزاد گیٹ ڈرائیور جیسے بوٹسٹریپنگ سرکٹ ، یا پلس ٹرانسفارمر مرحلے میں شامل انتظام کی ضرورت ہے۔

یہ ڈرائیور علیحدہ بجلی کے منبع کا مطالبہ کرتے ہیں ، جبکہ ٹرانسفارمر بوجھ مواقع پر متضاد حالات سے گزر سکتا ہے۔

دوسری طرف ، پی چینل موسفٹ کی صورتحال یہ نہیں ہوسکتی ہے۔ آپ ایک عام سطح کے شفٹر سرکٹ (وولٹیج لیول چینجر) کا استعمال کرکے آسانی سے پی چینل ہائی سائیڈ سوئچ چلا سکتے ہیں۔ اس کا حصول سرکٹ کو ہموار بناتا ہے اور مؤثر طریقے سے پوری لاگت کو کم کرتا ہے۔

یہ کہہ کر ، یہاں جو نکات کو مدنظر رکھا جائے وہ یہ ہے کہ یکساں آر کو حاصل کرنا انتہائی مشکل ہوسکتا ہے_{DS (آن)}اسی طرح کے چپ طول و عرض کا استعمال کرتے ہوئے N چینل کے برعکس P-چینل MOSFET کی کارکردگی۔

اس حقیقت کی وجہ سے کہ N چینل میں کیریئرز کا بہاؤ P چینل کے مقابلے میں قریب 2 سے 3 گنا زیادہ ہے ، بالکل اسی R کے لئے_{DS (آن)}پی چینل کے آلے کو اپنے N چینل ہم منصب سے 2 سے 3 گنا بڑے سائز کی ضرورت ہے۔

پیکیج کا بڑا سائز ، پی چینل ڈیوائس کی تھرمل رواداری کو کم کرنے کا سبب بنتا ہے اور اس کی موجودہ خصوصیات میں بھی اضافہ کرتا ہے۔ کیس کے سائز میں اضافہ کی وجہ سے تناسب سے اس کی متحرک تاثیر پر بھی اثر پڑتا ہے۔

لہذا ، ایک کم تعدد ایپلی کیشن میں جس میں ترسیل کے نقصانات زیادہ ہوتے ہیں ، ایک P چینل MOSFET کو R کی ضرورت ہوتی ہے_{DS (آن)}این چینل سے وابستہ۔ ایسی صورتحال میں ، P چینل MOSFET اندرونی خطہ N چینل سے بڑا ہوگا۔

مزید برآں ، اعلی تعدد ایپلی کیشنز میں جہاں سوئچنگ نقصانات عام طور پر زیادہ ہوتے ہیں ، ایک P- چینل MOSFET کے پاس این چینل کے موازنہ گیٹ چارجز کی قیمت ہونی چاہئے۔

اس طرح کے معاملات میں ، ایک P-چینل MOSFET سائز این چینل کے برابر ہوسکتا ہے لیکن این چینل متبادل کے مقابلے میں موجودہ حالیہ تفصیلات میں کمی آسکتی ہے۔

لہذا ، مناسب آر کو مدنظر رکھتے ہوئے ایک مثالی پی چینل موسفٹ کو محتاط طور پر منتخب کرنے کی ضرورت ہے_{DS (آن)}اور گیٹ چارج کی وضاحتیں۔

کسی ایپلی کیشن کے لئے پی چینل MOSFET کو کیسے منتخب کریں

متعدد سوئچنگ ایپلی کیشنز ہیں جہاں پی چینل موسفٹ کو موثر طریقے سے لاگو کیا جاسکتا ہے ، مثال کے طور پر لو وولٹیج ڈرائیوز اور غیر الگ تھلگ پوائنٹ آف بوجھ۔

اس قسم کی ایپلی کیشنز میں MOSFET انتخاب پر چلنے والی اہم رہنما خطوط عام طور پر آلہ-مزاحمت (R) ہوتی ہیں_{DS (آن)}) اور گیٹ چارج (Q)_جی). ان متغیرات میں سے کسی کے نتیجے میں درخواست میں سوئچنگ فریکوئینسی کی بنیاد پر زیادہ اہمیت پائی جاتی ہے۔

کم وولٹیج ڈرائیو نیٹ ورکس جیسے پُل برج یا B6-Bridge (3-مرحلہ برج) کنفیگریشن میں درخواست دینے کے ل N ، N چینل MOSFETs عام طور پر ملازم ہیں موٹر (لوڈ) اور ڈی سی سپلائی کے ساتھ۔

این چینل آلات کے ذریعہ پیش کردہ مثبت پہلوؤں کے لئے سمجھوتہ کرنے والا عنصر گیٹ ڈرائیور ڈیزائن میں اعلی پیچیدگی ہے۔

این چینل ہائی سائیڈ سوئچ کا ایک گیٹ ڈرائیور بوٹسٹریپ سرکٹ جو موٹر وولٹیج سپلائی ریل سے زیادہ گیٹ وولٹیج پیدا کرتا ہے ، یا باری باری اس کو تبدیل کرنے کے لئے آزادانہ بجلی کی فراہمی کرتا ہے۔ ڈیزائن کی پیچیدگی میں اضافہ عموما greater زیادہ سے زیادہ ڈیزائن ورک اور اعلی اسمبلی ایریا کی طرف جاتا ہے۔

مندرجہ ذیل شکل میں تکمیلی P اور N چینل MOSFETs کا استعمال کرتے ہوئے سرکٹ اور صرف 4 N-چینل MOSFETs کے ساتھ سرکٹ کے درمیان فرق ظاہر ہوتا ہے۔

صرف 4 این چینل کے MOSFETS استعمال کرنا

اس انتظام میں ، اگر ہائی چینل سوئچ P-چینل MOSFET کے ساتھ بنایا گیا ہے ، تو ڈرائیور ڈیزائن ترتیب کو بہت آسان بنا دیتا ہے۔ ، جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے:

P اور N- چینل MOSFETs کا استعمال کرنا

بوٹسٹریپڈ کی ضرورت چارج پمپ اعلی طرف سوئچ سوئچ کرنے کے لئے ختم کیا جاتا ہے. یہاں یہ سیدھے ان پٹ سگنل کے ذریعے اور لیول شفٹر (3V سے 5V کنورٹر ، یا 5V سے 12V کنورٹر مرحلے) کے ذریعہ چلایا جاسکتا ہے۔

سوئچنگ ایپلی کیشنز کے لئے پی چینل MOSFETs کا انتخاب کرنا

عام طور پر لو ولٹیج ڈرائیو سسٹم 10 سے 50 کلو ہرٹز کی حد میں فریکوئینسی سوئچ کرنے میں کام کرتا ہے۔

ان حدود میں ، تقریبا تمام MOSFET بجلی کی کھپت موٹر کی اعلی موجودہ خصوصیات کی وجہ سے ، لے جانے والے نقصانات کے ذریعہ ہوتی ہے۔

لہذا ، اس طرح کے نیٹ ورکس میں مناسب R کے ساتھ ایک P چینل MOSFET ہے_{DS (آن)}زیادہ سے زیادہ کارکردگی کو حاصل کرنے کے لئے منتخب کیا جانا چاہئے.

اس کو 12V بیٹری سے چلنے والی 30W کم وولٹیج ڈرائیو کی مثال پر غور کرنے سے سمجھا جاسکتا ہے۔

ایک اعلی سائیڈ پی چینل موسفٹ کے ل we ہمارے پاس کچھ اختیارات ہوسکتے ہیں - ایک کے برابر آر_{DS (آن)}موازنہ گیٹ چارجز کے ل the کم سائیڈ والے این چینل اور دوسرے کے ساتھ موازنہ۔

ذیل میں درج ذیل ٹیبل میں پُل برج لو وولٹیج ڈرائیو کے لئے قابل اطلاق اجزاء دکھائے گئے ہیں جس میں موازنہ کیا جائے_{DS (آن)}اور نچلی طرف این چینل موسفٹ کی طرح ایک جیسے گیٹ چارجز کے ساتھ۔

مندرجہ بالا جدول میں خاص طور پر ایپلی کیشن کے اندر موزفٹ کے نقصانات کی تصویر کشی کی گئی ہے جس سے پتا چلتا ہے کہ مجموعی طور پر بجلی کے نقصانات ترسیل کے نقصانات کے ذریعہ چل رہے ہیں جیسا کہ مندرجہ ذیل پائی چارٹ میں ثابت ہے۔

اضافی طور پر ایسا لگتا ہے کہ اگر پی چینل موسفٹ کو موازنہ گیٹ چارجز کو این چینل کے مقابلے میں ترجیح دی جاتی ہے تو ، سوئچنگ نقصانات ایک جیسے ہوں گے ، لیکن لے جانے والے نقصانات شاید زیادہ حد سے زیادہ ہوسکتے ہیں۔

لہذا ، کم تعدد والی کم سوئچنگ ایپلی کیشنز کے ل high اعلی سائیڈ پی چینل موسفٹ کو پاگل پن سے ایک موازنہ آر ہونا چاہئے _{DS (آن)} جیسے نچلے پہلو والا این چینل ہے۔

غیر الگ الگ پوائنٹ آف لوڈ (POL)

غیر الگ الگ پوائنٹ آف لوڈز ایک کنورٹر ٹوپولاجی ہے جیسے بکس کنورٹرس میں جہاں آؤٹ پٹ کو ان پٹ سے الگ نہیں کیا جاتا ہے ، کے برعکس فلائی بیک ڈیزائن جہاں ان پٹ اور آؤٹ پٹ مرحلے مکمل طور پر الگ تھلگ ہیں۔

اس طرح کی کم طاقت غیر الگ تھلگ پوائنٹ آف لوڈز کے لئے جس میں 10W سے کم آؤٹ پٹ پاور ہوتی ہے ، سب سے بڑی ڈیزائن مشکلات پیش کرتی ہے۔ قابل اطمینان بخش ڈگری کو برقرار رکھتے ہوئے سائز کو کم سے کم ہونا چاہئے۔

کنورٹر کے سائز کو کم کرنے کا ایک مقبول طریقہ یہ ہے کہ این چینل کے موسفٹ کو اعلی سائیڈ ڈرائیور کے طور پر استعمال کریں ، اور آپریٹنگ فریکوئینسی میں کافی حد تک اضافہ کریں۔ تیزی سے سوئچنگ سے بڑے پیمانے پر پیمانے پر نیچے انڈکٹر سائز کے استعمال کی اجازت ملتی ہے۔

اس قسم کے سرکٹس میں ہم وقت سازی کی اصلاح کے لئے اسکاٹکی ڈائیڈس کو اکثر نافذ کیا جاتا ہے تاہم اس کے بجائے بلا شبہ MOSFETs ایک بہتر آپشن ہیں کیونکہ MOSFETs کے لئے وولٹیج ڈراپ عام طور پر ڈایڈڈ سے کافی کم ہوتا ہے۔

خلائی بچت کا ایک اور نقطہ نظر یہ ہوگا کہ اونچائی والے این چینل موسفٹ کو پی چینل کے ساتھ متبادل بنایا جائے۔

پی چینل کا طریقہ کار گیٹ کو چلانے کے لئے پیچیدہ ضمیمہ سرکٹری سے چھٹکارا حاصل کرلیتا ہے ، جو اونچی طرف کے این چینل موسفٹ کے لئے ضروری ہوجاتا ہے۔

نیچے دیا ہوا آریھک ایک ہرن کنورٹر کے بنیادی ڈیزائن کو ظاہر کرتا ہے جس میں اعلی طرف P-چینل MOSFET لاگو ہوتا ہے۔

عام طور پر غیر الگ تھلگ پوائنٹ آف بوجھ کی ایپلی کیشنز میں سوئچنگ فریکوئنسیز کا امکان 500 کلو ہرٹز کے قریب ہوگا ، یا اس سے بھی زیادہ وقت میں 2 میگاہرٹز تک کی اونچائی ہوگی۔

پہلے کے ڈیزائن تصورات کی تضاد کرتے ہوئے ، اس طرح کی فریکوئنسیوں میں اصل نقصان سوئچنگ نقصانات کا موجب ہوتا ہے۔

ذیل میں دیئے گئے اعدادوشمار میں 3 واٹ ​​کے غیر الگ تھلگ پوائنٹ آف لوڈ کی ایپلی کیشن میں 1 میگاہرٹز کی سوئچنگ فریکوینسی پر چلنے والے نقصان کی نشاندہی کی گئی ہے۔

اس طرح یہ گیٹ چارج کی سطح کو ظاہر کرتا ہے جسے اونچی طرف کے این چینل ڈیوائس کے سلسلے میں اونچی سائیڈ ایپلی کیشن کے ل selected منتخب کرنے پر پی چینل کے ساتھ مخصوص ہونا ضروری ہے۔

نتیجہ اخذ کرنا

بلا شبہ پی چینل موسفٹ کا اطلاق آپ کو کم پیچیدہ ، زیادہ قابل اعتماد اور بہتر تشکیل کے لحاظ سے ڈیزائنرز کے فوائد فراہم کرتا ہے۔

اس نے کہا کہ ایک دی گئی درخواست کے ل R ، R کے مابین سمجھوتہ کرنا_{DS (آن)}اور Q_جیP- چینل MOSFET کا انتخاب کرتے وقت سنجیدگی سے جائزہ لیا جانا چاہئے۔ یہ یقینی بنانا ہے کہ پی چینل اپنے این چینل کی مختلف حالتوں کی طرح ایک بہترین کارکردگی پیش کرنے کے قابل ہے۔

بشکریہ: انفینین