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功率mosfet
閱讀�8666時間�2010-11-11 15:28:27

  �MOSFET”是英文metal-oxide- semiconductor field effect transistor的縮�,意即“金屬氧化物半導體場效應晶體管”,功率MOSFET即為以金屬層M的柵極隔著氧化層O利用電場的效應來控制半導體S的場效應晶體�。除少數(shù)應用于音�功率放大�,工作于線性范�,大多數(shù)用作開關和驅動器,工作于開關狀�(tài),耐壓從幾十伏到上千伏,工作電流可達幾安培到幾十安�。功率MOSFET都是增強型MOSFET,它具有�(yōu)良的開關特��

分類

  功率MOSFET可分成兩類:P溝道及N溝道:中間箭頭向里的是N溝道而箭頭向外的是P溝道。它有三個極:漏極(D)。源極(S)及柵極(G�。有一些功率MOS-FET�(nèi)部在漏源極之間并接了一個二極管或肖特基二極管,這是在接電感負載�,防止反電勢損壞 MOSFET�

  這兩類MOSFET的工作原理相�,僅電源電壓控制電壓的極性相��

原理

  截止:漏源極間加正電�,柵源極間電壓為零。P 基區(qū)與N 漂移區(qū)之間形成的PN � J 1 反偏,漏源極之間無電流流��

  導電:在柵源極間加正電壓 U GS ,柵極是絕緣�,所以不會有柵極電流流過。但柵極的正電壓會將其下� 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� P 區(qū)表面,� U GS 大于 U T (開啟電壓或閾值電壓)�,柵極下 P 區(qū)表面的電子濃度將超過空穴濃度,使 P 型半導體反型� N 型而成為反型層,該反型層形� N 溝道而使 PN � J 1 消失,漏極和源極導電�

特點

  1、mosfet是電壓控制型器件,因此在驅動大電流時無需推動�。電路較簡單

  2、輸入阻抗高,可�108Ω以上

  3、工作頻率范圍寬,開關速度高(開關時間為幾十納秒到幾百納秒�,開關損耗小

  4、有較優(yōu)良的線性區(qū),并且mosfet的輸入電容比雙極型的輸入電容小得多,所以它的交流輸入阻抗極�,噪聲也�,最適合制作Hi-Fi音響

  5、功率mosfet可以多個并�(lián)使用,增加輸出電流而無需均流電阻�

應用

  功率MOSFET都是增強型MOSFET,它具有�(yōu)良的開關特�。近年來,功率MOSFET廣泛地應用于電源、計算機及外設(�、硬盤驅動器、打印機、掃描器等)、消費類電子�(chǎn)品、通信裝置、汽車電子及工業(yè)控制等領��

驅動電路

  功率 MOSFET 是電壓型驅動器件,沒有少數(shù)載流子的存貯效應,輸入阻抗�,因而開關速度可以很高,驅動功率�,電路 簡單.但功� MOSFET 的極間電容較�,輸入電容 CISS,輸出電容 COSS 和反饋電� CRSS 與極間電容的關系可表述為:

  功率 MOSFET 的柵極輸入端相當于一個容性網(wǎng)�,它的工作速度與驅動源�(nèi)阻抗有關.由于 CISS 的存�,靜態(tài)時柵極驅 動電流幾乎為�,但在開通和關斷動態(tài)過程�,仍需要一定的驅動電流.假定開關管飽和導通需要的柵極電壓值為 VGS,開關 管的開通時� TON 包括開通延遲時� TD 和上升時� TR 兩部�.

  開關管關斷過程中,CISS 通過 ROFF 放電,COSS � RL 充電,COSS 較大,VDS(T)上升較慢,隨著 VDS(T)上升� �,隨著 VDS(T)的升� COSS 迅速減小至接近于零�,VDS(T)再迅速上�.

  根據(jù)以上對功� MOSFET 特性的分析,其驅動通常要求:觸發(fā)脈沖要具有足夠快的上升和下降速度;②開通時以低電阻� 柵極電容充電,關斷時為柵極提供低電阻放電回�,以提高功� MOSFET 的開關速度;③為了使功率 MOSFET 可靠觸發(fā)導�, 觸發(fā)脈沖電壓應高于管子的開啟電壓,為了防止誤導�,在其截止時應提供負的柵源電壓;④功率開關管開關時所需驅動電流 為柵極電容的充放電電�,功率管極間電容越�,所需電流越大,即帶負載能力越大

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