电力场效应管是什么

发布时间：2012-12-29 阅读量：3605 来源: 我爱方案网作者:

电力场效应管的概述

电力场效应晶体管分为两种类型，结型和绝缘栅型，但通常所说的是绝缘栅型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET），简称电力MOSFET（Power MOSFET），P-MOSFET是用栅极电压来控制漏极电流，它的显著特点是驱动电路简单，驱动功率小，开关速度快，工作频率高；但是其电流容量小，耐压低，只用于小功率的电力电子装置，其工作原理与普通MOSFET一样。

电力场效应晶体管是一种单极型的电压控制器件,不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高,无二次击穿, 安全工作区宽等特点.由于其易于驱动和开关频率可高达 500kHz,特别适于高频化电力电子装置,如应用于 DC/DC 变换,开关电源,便携式电子设备,航空航天以及汽车等电子电器设备中。

电力场效应管的特性

Power MOSFET 静态特性主要指输出特性和转移特性, 与静态特性对应的主要参数有漏极击穿电压,漏极额定电压,漏极额定电流和栅极开启电压等.

1, 静态特性

(1) 输出特性输出特性即是漏极的伏安特性.特性曲线,如图 2(b)所示.由图所见,输出特性分为截止,饱和与非饱和 3 个区域.这里饱和,非饱和的概念与 GTR 不同. 饱和是指漏极电流 ID 不随漏源电压 UDS 的增加而增加,也就是基本保持不变;非饱和是指地 UCS 一定时,ID 随 UDS 增加呈线性关系变化.

(2) 转移特性转移特性表示漏极电流 ID 与栅源之间电压 UGS 的转移特性关系曲线, 如图 2(a) 所示. 转移特性可表示出器件的放大能力, 并且是与 GTR 中的电流增益 β 相似. 由于 Power MOSFET 是压控器件,因此用跨导这一参数来表示.跨导定义为 (1) 图中 UT 为开启电压,只有当 UGS=UT 时才会出现导电沟道,产生漏极电流 ID

2, 动态特性

动态特性主要描述输入量与输出量之间的时间关系,它影响器件的开关过程.由于该器件为单极型,靠多数载流子导电,因此开关速度快,时间短,一般在纳秒数量级.

Power MOSFET 的动态特性.如图所示.

Power MOSFET 的动态特性用图 3(a)电路测试.图中,up 为矩形脉冲电压信号源;RS 为信号源内阻;RG 为栅极晶体管是压控器件,在静态时几乎不输入电流.但在开关过程中,需要对输入电容进行充放电,故仍需要一定的驱动功率工作速度越快,需要的驱动功率越大.

电力场效应管的原理

电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构,提高了器件的耐电压和耐电流的能力.按垂直导电结构的不同,又可分为2种:V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET.电力场效应晶体管采用多单元集成结构,一个器件由成千上万个小的MOSFET组成.N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图。

电力场效应晶体管有3个端子:漏极D,源极S和栅极G.当漏极接电源正,源极接电源负时,栅极和源极之间电压为0,沟道不导电,管子处于截止.如果并且使UGS大于或等于管子的开启电压UT,在栅极和源极之间加一正向电压UGS,则管子开通,在漏,源极间流过电流ID.UGS超过UT越大,导电能力越强,漏极电流越大。

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