BOM کوٹیشن الیکٹرانک اجزاء ڈرائیور IC چپ IR2103STRPBF

مصنوعات کی خصوصیات

دستاویزات اور میڈیا

ماحولیاتی اور برآمدی درجہ بندی

گیٹ ڈرائیورز

گیٹ ڈرائیور ایک پاور ایمپلیفائر ہے جو کنٹرولر IC سے کم پاور ان پٹ کو قبول کرتا ہے اور ہائی پاور ٹرانجسٹر جیسے IGBT یا پاور MOSFET کے گیٹ کے لیے ہائی کرنٹ ڈرائیو ان پٹ تیار کرتا ہے۔گیٹ ڈرائیوروں کو یا تو آن چپ یا مجرد ماڈیول کے طور پر فراہم کیا جا سکتا ہے۔جوہر میں، ایک گیٹ ڈرائیور ایک یمپلیفائر کے ساتھ مل کر ایک لیول شفٹر پر مشتمل ہوتا ہے۔گیٹ ڈرائیور IC کنٹرول سگنلز (ڈیجیٹل یا اینالاگ کنٹرولرز) اور پاور سوئچز (IGBTs، MOSFETs، SiC MOSFETs، اور GaN HEMTs) کے درمیان انٹرفیس کا کام کرتا ہے۔ایک مربوط گیٹ-ڈرائیور حل ڈیزائن کی پیچیدگی، ترقی کا وقت، مواد کے بل (BOM) اور بورڈ کی جگہ کو کم کر دیتا ہے جبکہ اختصار سے لاگو گیٹ-ڈرائیو سلوشنز پر وشوسنییتا کو بہتر بناتا ہے۔

تاریخ

1989 میں، انٹرنیشنل ریکٹیفائر (IR) نے پہلا یک سنگی HVIC گیٹ ڈرائیور پروڈکٹ متعارف کرایا، ہائی وولٹیج انٹیگریٹڈ سرکٹ (HVIC) ٹیکنالوجی پیٹنٹ شدہ اور ملکیتی یک سنگی ڈھانچے کا استعمال کرتی ہے جو بائپولر، CMOS، اور لیٹرل DMOS آلات کو 71040 سے اوپر کے بریک ڈاؤن وولٹیج کے ساتھ مربوط کرتی ہے۔ 600 V اور 1200 V کے آپریٹنگ آفسیٹ وولٹیج کے لیے V۔[2]

اس مخلوط سگنل HVIC ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے، ہائی وولٹیج لیول شفٹنگ سرکٹس اور کم وولٹیج اینالاگ اور ڈیجیٹل سرکٹس دونوں کو لاگو کیا جا سکتا ہے۔ہائی وولٹیج سرکٹری رکھنے کی صلاحیت کے ساتھ (پولی سیلیکون رِنگز سے بننے والے 'کنویں' میں)، جو 600 V یا 1200 V پر 'تیرنے' کی صلاحیت کے ساتھ، باقی کم وولٹیج سرکٹری سے دور اسی سلیکون پر، ہائی سائیڈ پاور MOSFETs یا IGBTs بہت سے مشہور آف لائن سرکٹ ٹوپولاجیز میں موجود ہیں جیسے کہ بک، سنکرونس بوسٹ، ہاف برج، فل برج اور تھری فیز۔تیرتے سوئچ کے ساتھ HVIC گیٹ ڈرائیور ایسے ٹوپولاجیوں کے لیے موزوں ہیں جن کے لیے ہائی سائڈ، ہاف برج، اور تھری فیز کنفیگریشن کی ضرورت ہوتی ہے۔[3]

مقصد

اس کے برعکس میںدوئبرووی ٹرانجسٹر, MOSFETs کو مسلسل پاور ان پٹ کی ضرورت نہیں ہوتی ہے، جب تک کہ انہیں آن یا آف نہیں کیا جا رہا ہے۔MOSFET کا الگ تھلگ گیٹ الیکٹروڈ ایک بناتا ہے۔capacitor(گیٹ کیپیسیٹر)، جسے ہر بار MOSFET کو آن یا آف کرنے پر چارج یا ڈسچارج کرنا ضروری ہے۔چونکہ ٹرانزسٹر کو سوئچ آن کرنے کے لیے ایک مخصوص گیٹ وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے گیٹ کیپسیٹر کو کم از کم مطلوبہ گیٹ وولٹیج پر ٹرانزسٹر کو آن کرنے کے لیے چارج کیا جانا چاہیے۔اسی طرح، ٹرانزسٹر کو بند کرنے کے لیے، اس چارج کو ختم کرنا ہوگا، یعنی گیٹ کیپسیٹر کو خارج کرنا ہوگا۔

جب ٹرانزسٹر کو آن یا آف کیا جاتا ہے، تو یہ فوری طور پر نان کنڈکٹنگ سے کنڈکٹنگ حالت میں تبدیل نہیں ہوتا ہے۔اور عارضی طور پر ہائی وولٹیج دونوں کو سہارا دے سکتا ہے اور ہائی کرنٹ چلا سکتا ہے۔نتیجتاً، جب ٹرانزسٹر کو سوئچ کرنے کے لیے گیٹ کرنٹ لگایا جاتا ہے، تو ایک خاص مقدار میں حرارت پیدا ہوتی ہے جو کہ بعض صورتوں میں، ٹرانزسٹر کو تباہ کرنے کے لیے کافی ہو سکتی ہے۔اس لیے ضروری ہے کہ سوئچنگ کے وقت کو جتنا ممکن ہو کم رکھا جائے، تاکہ اسے کم سے کم کیا جا سکے۔سوئچنگ نقصان[de]عام سوئچنگ کے اوقات مائیکرو سیکنڈز کی حد میں ہوتے ہیں۔ٹرانزسٹر کا سوئچنگ ٹائم کی مقدار کے الٹا متناسب ہے۔موجودہگیٹ چارج کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔لہذا، سوئچنگ کرنٹ اکثر کئی سو کی حد میں درکار ہوتے ہیں۔ملی ایمپیئر، یا یہاں تک کہ کی حد میںایمپیئر.تقریباً 10-15V کے عام گیٹ وولٹیجز کے لیے، کئیواٹسوئچ چلانے کے لیے طاقت کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔جب بڑی کرنٹ کو ہائی فریکوئنسیوں پر تبدیل کیا جاتا ہے، مثلاً اندرڈی سی سے ڈی سی کنورٹرزیا بڑاالیکٹرک موٹرز, ایک سے زیادہ ٹرانجسٹر بعض اوقات متوازی طور پر فراہم کیے جاتے ہیں، تاکہ کافی زیادہ سوئچنگ کرنٹ اور سوئچنگ پاور فراہم کی جا سکے۔

ٹرانزسٹر کے لیے سوئچنگ سگنل عام طور پر لاجک سرکٹ کے ذریعے پیدا ہوتا ہےمائیکرو کنٹرولر، جو ایک آؤٹ پٹ سگنل فراہم کرتا ہے جو عام طور پر کرنٹ کے چند ملی ایمپیئر تک محدود ہوتا ہے۔نتیجتاً، ایک ٹرانجسٹر جو براہ راست اس طرح کے سگنل سے چلتا ہے، بہت آہستہ سے سوئچ کرتا ہے، اسی طرح زیادہ بجلی کے نقصان کے ساتھ۔سوئچنگ کے دوران، ٹرانزسٹر کا گیٹ کیپسیٹر اتنی تیزی سے کرنٹ کھینچ سکتا ہے کہ یہ لاجک سرکٹ یا مائیکرو کنٹرولر میں کرنٹ اوور ڈرا کا باعث بنتا ہے، جس سے زیادہ گرمی ہوتی ہے جس سے چپ کو مستقل نقصان ہوتا ہے یا یہاں تک کہ مکمل تباہی ہوتی ہے۔ایسا ہونے سے روکنے کے لیے، مائیکرو کنٹرولر آؤٹ پٹ سگنل اور پاور ٹرانجسٹر کے درمیان ایک گیٹ ڈرائیور فراہم کیا جاتا ہے۔

چارج پمپمیں اکثر استعمال ہوتے ہیں۔H-پلہائی سائیڈ این چینل کو گیٹ چلانے کے لیے ہائی سائیڈ ڈرائیورز میںطاقت MOSFETsاورآئی جی بی ٹیز.یہ آلات ان کی اچھی کارکردگی کی وجہ سے استعمال ہوتے ہیں، لیکن پاور ریل سے چند وولٹ اوپر گیٹ ڈرائیو وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے۔جب آدھے پل کا مرکز نیچے جاتا ہے تو کیپسیٹر کو ڈائیوڈ کے ذریعے چارج کیا جاتا ہے، اور یہ چارج بعد میں ہائی سائیڈ FET گیٹ کے گیٹ کو سورس یا ایمیٹر پن کے وولٹیج سے چند وولٹ اوپر چلانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے تاکہ اسے آن کیا جا سکے۔یہ حکمت عملی اچھی طرح سے کام کرتی ہے بشرطیکہ پل کو باقاعدگی سے سوئچ کیا جائے اور علیحدہ پاور سپلائی چلانے کی پیچیدگی سے بچ جائے اور زیادہ موثر این چینل ڈیوائسز کو اعلی اور کم دونوں سوئچز کے لیے استعمال کرنے کی اجازت دی جائے۔