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  • 電力場效應(yīng)晶體管特點,結(jié)構(gòu)詳細解析
    • 發(fā)布時間:2022-07-11 18:17:02
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    電力場效應(yīng)晶體管特點,結(jié)構(gòu)詳細解析
    電力場效應(yīng)晶體管簡介
    電力MOS場效應(yīng)管-分為結(jié)型和絕緣柵型,通常主要指絕緣柵型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET),簡稱電力MOSFET(Power MOSFET) 結(jié)型電力場效應(yīng)晶體管一般稱作靜電感應(yīng)晶體管(Static Induction Transistor——SIT)。 是一種單極型的電壓控制全控型器件。
    電力場效應(yīng)晶體管特點
    電力MOSFET是用柵極電壓來控制漏極電流的,它的特點有:
    驅(qū)動電路簡單,需要的驅(qū)動功率小。
    開關(guān)速度快,工作頻率高。
    熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR。
    電流容量小,耐壓低,多用于功率不超過10kW的電力電子裝置。
    電力MOSFET的結(jié)構(gòu)和工作原理
    電力MOSFET的種類
    按導電溝道可分為P溝道和N溝道。
    當柵極電壓為零時漏源極之間就存在導電溝道的稱為耗盡型。
    對于N(P)溝道器件,柵極電壓大于(小于)零時才存在導電溝道的稱為增強型。
    在電力MOSFET中,主要是N溝道增強型。
    電力場效應(yīng)晶體管
    a) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖
    b) 電氣圖形符號
    電力MOSFET的結(jié)構(gòu)
    是單極型晶體管。
    結(jié)構(gòu)上與小功率MOS管有較大區(qū)別,小功率MOS管是橫向?qū)щ娖骷壳半娏OSFET大都采用了垂直導電結(jié)構(gòu),所以又稱為VMOSFET (Vertical MOSFET),這大大提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。
    按垂直導電結(jié)構(gòu)的差異,分為利用 V型槽實現(xiàn)垂直導電的VVMOSFET (Vertical V-groove MOSFET)和具有垂直導電雙擴散MOS結(jié)構(gòu)的DMOSFET(Vertical Double-diffused MOSFET)。
    電力MOSFET也是多元集成結(jié)構(gòu)
    電力MOSFET的工作原理
    截止:當漏源極間接正電壓,柵極和源極間電壓為零時,P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結(jié)J1反偏,漏源極之間無電流流過。
    導通
    在柵極和源極之間加一正電壓UGS,正電壓會將其下面P區(qū)中的空穴推開,而將P區(qū)中的少子——電子吸引到柵極下面的P區(qū)表面。
    當UGS大于某一電壓值UT時,使P型半導體反型成N型半導體,該反型層形成N溝道而使PN結(jié)J1消失,漏極和源極導電。
    UT稱為開啟電壓(或閾值電壓),UGS超過UT越多,導電能力越強,漏極電流ID越大。
    電力場效應(yīng)晶體管
    電力MOSFET的轉(zhuǎn)移特性
    電力MOSFET的基本特性
    靜態(tài)特性
    轉(zhuǎn)移特性
    指漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關(guān)系,反映了輸入電壓和輸出電流的關(guān)系 。
    ID較大時,ID與UGS的關(guān)系近似線性,曲線的斜率被定義為MOSFET的跨導Gfs,即
    電力場效應(yīng)晶體管
    是電壓控制型器件,其輸入阻抗極高,輸入電流非常小。
    電力場效應(yīng)晶體管
    電力MOSFET的輸出特性
    輸出特性
    是MOSFET的漏極伏安特性。
    截止區(qū)(對應(yīng)于GTR的截止區(qū))、飽和區(qū)(對應(yīng)于GTR的放大區(qū))、非飽和區(qū)(對應(yīng)于GTR的飽和區(qū))三個區(qū)域,飽和是指漏源電壓增加時漏極電流不再增加,非飽和是指漏源電壓增加時漏極電流相應(yīng)增加。
    工作在開關(guān)狀態(tài),即在截止區(qū)和非飽和區(qū)之間來回轉(zhuǎn)換。
    本身結(jié)構(gòu)所致,漏極和源極之間形成了一個與MOSFET反向并聯(lián)的寄生二極管。
    通態(tài)電阻具有正溫度系數(shù),對器件并聯(lián)時的均流有利。
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