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功率�(chǎng)效應(yīng)晶體�
閱讀�18472�(shí)間:2011-05-12 14:29:42

  功率�(chǎng)效應(yīng)晶體�(Power MOSFET),又稱電力場(chǎng)效應(yīng)晶體�,是一種單極型的電壓控制器�。它具有自關(guān)斷能�,而且有驅(qū)�(dòng)功率�,�(kāi)�(guān)速度�、無(wú)二次擊穿、安全工作區(qū)寬等特點(diǎn),適用于小功率電力電子裝�。由于其易于�(qū)�(dòng)和開(kāi)�(guān)頻率可高�(dá)500kHz,特別適于高頻化電力電子裝置。功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管也分為�(jié)型和絕緣柵型,但通常主要指絕緣柵型中的MOS��

�(jié)�(gòu)及原�

  電力�(chǎng)效應(yīng)晶體管采用多單元集成�(jié)�(gòu),一�(gè)器件由成千上�(wàn)�(gè)小的MOSFET組成。N溝道增強(qiáng)型雙�(kuò)散電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管一�(gè)單元的部面圖,如�1(a)所�。電氣符�(hào),如�1(b)所��

功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)

  電力�(chǎng)效應(yīng)晶體管有3�(gè)端子:漏極D、源極S和柵極G。當(dāng)漏極接電源正,源極接電源�(fù)�(shí),柵極和源極之間電壓�0,溝道不�(dǎo)�,管子處于截�。如果在柵極和源極之間加一正向電壓UGS,并且使UGS大于或等于管子的�(kāi)啟電壓UT,則管子�(kāi)�,在�、源極間流過(guò)電流ID。UGS超過(guò)UT越大,導(dǎo)電能力越�(qiáng),漏極電流越�

特�

  1、靜�(tài)特�;其�(zhuǎn)移特性和輸出特性如�2所��

轉(zhuǎn)移特性和輸出特性

  漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關(guān)系稱為MOSFET的轉(zhuǎn)移特�,ID較大�(shí),ID與UGS的關(guān)系近似線性,曲線的斜率定義為跨導(dǎo)Gfs

  MOSFET的漏極伏安特性(輸出特性):截止區(qū)(對(duì)�(yīng)于GTR的截止區(qū)�;飽和區(qū)(對(duì)�(yīng)于GTR的放大區(qū)�;非飽和區(qū)(對(duì)�(yīng)于GTR的飽和區(qū))。電力MOSFET工作在開(kāi)�(guān)狀�(tài),即在截止區(qū)和非飽和區(qū)之間�(lái)回轉(zhuǎn)換。電力MOSFET漏源極之間有寄生二極�,漏源極間加反向電壓�(shí)器件�(dǎo)�。電力MOSFET的通態(tài)電阻具有正溫度系�(shù),對(duì)器件并聯(lián)�(shí)的均流有��

  2、動(dòng)�(tài)特�;其�(cè)試電路和�(kāi)�(guān)�(guò)程波形如�3所��

測(cè)試電路和開(kāi)關(guān)過(guò)程波形

  �(kāi)通過(guò)程;�(kāi)通延遲時(shí)間td(on) —up前沿�(shí)刻到uGS=UT并開(kāi)始出�(xiàn)iD的時(shí)刻間的時(shí)間段�

  上升�(shí)間tr� uGS從uT上升到MOSFET�(jìn)入非飽和區(qū)的柵壓UGSP的時(shí)間段�

  iD�(wěn)�(tài)值由漏極電源電壓UE和漏極負(fù)載電阻決�。UGSP的大小和iD的穩(wěn)�(tài)值有�(guān),UGS�(dá)到UGSP�,在up作用下繼�(xù)升高直至�(dá)到穩(wěn)�(tài),但iD已不變�

  �(kāi)通時(shí)間ton—開(kāi)通延遲時(shí)間與上升�(shí)間之��

  �(guān)斷延遲時(shí)間td(off) —up下降到零起,Cin通過(guò)Rs和RG放電,uGS按指�(shù)曲線下降到UGSP�(shí),iD�(kāi)始減小為零的�(shí)間段�

  下降�(shí)間tf� uGS從UGSP繼續(xù)下降�,iD減小,到uGS

  �(guān)斷時(shí)間toff—關(guān)斷延遲時(shí)間和下降�(shí)間之��

主要參數(shù)

  除跨�(dǎo)Gfs、開(kāi)啟電壓UT以及td(on)、tr、td(off)和tf之外還有�

  (1)漏極電壓UDS

  (2)漏極直流電流ID和漏極脈沖電流幅值IDM

  (3)柵源電壓UGS

  (4)極間電容

種類

  1、按�(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道�

  2、按柵極電壓幅值可分為耗盡型和增強(qiáng)��

  耗盡型:�(dāng)柵極電壓為零�(shí)漏源極之間就存在�(dǎo)電溝��

  增強(qiáng)型:�(duì)于N(P)溝道器�,柵極電壓大于(小于)零�(shí)才存在導(dǎo)電溝��

  功率�(chǎng)效應(yīng)晶體管主要是N溝道增強(qiáng)��

特點(diǎn)

    ��(qū)�(dòng)電路�(jiǎn)�,需要的�(qū)�(dòng)功率��

  ●開(kāi)�(guān)速度快,工作頻率��

  ●熱�(wěn)定性優(yōu)于GTR�

  ●電流容量小,耐壓�,一般只適用于功率不超過(guò)10kW的電力電子裝� �

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