功率MOSFET場效應管的特點
發布時間:2009/2/25 0:00:00 訪問次數:1269
功率mos場效應晶體管全稱為金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(powermetal oxide semiconductor field effect transistor),簡稱功率mosfet,它是一種電壓控制器件。根據載流子的性質,mosfet可分為n溝道和p溝道兩種類型,圖形符號如圖所示。根據導電結構,mosfet有垂直導電結構與橫向導電結構,而功率mosfet幾乎都是由垂直導電結構組成的,這種晶體管稱為vmosfet。
(a)n溝道類型:(b)p溝道類型
圖 功率mosfet的圖形符號
vmosfet的主要特點:
(1)開關速度非常快。vmosfet為多數載流子器件,不存在存貯效應,故開關速度快,其一般低壓器件開關時間為10ns數量級,高壓器件為100ns數量級,適擴合于做高頻功率開關。
(2)高輸入阻抗和低電平驅動。vm0s器件輸入阻抗通常10(7)ω以上,直流驅動電流為0.1μa數量級,故只要邏輯幅值超過vm0s的閾值電壓(3.5~4v),則可由cm0s和lsttl及標準ttl等器件直接驅動,驅動電路簡單。
(3)安全工作區寬。vm0s器件無二次擊穿,安全工作區由器件的峰值電流、擊穿電壓的額定值和功率容量來決定,故工作安全,可靠性高。
(4)熱穩定性高。vmos器件的最小導通電壓由導通電阻決定,其低壓器件的導通電阻很小,但且隨著漏極-源極間電壓的增大而增加,即漏極電流有負的溫度系數,使管耗隨溫度的變化得到一定的自補償。
(5)易于并聯使用。vm0s器件可簡單并聯,以增加其電流容量,而雙極型器件并聯使用需增設均流電阻、內部網絡匹配及其他額外的保護裝置。
(6)跨導高度線性。vm0s器件是一種短溝道器件,當ugs上升到一定值后,跨導基本為一恒定值,這就使其作為線性器件使用時,非線性失真大為減小。
(7)管內存在漏源二極管。vm0s器件內部漏極-源極之間寄生一個反向的漏源二極管,其正向開關時間小于10ns,和快速恢復二極管類似也有一個100ns數量級的反向恢復時間。該二極管在實際電路中可起鉗位和消振作用。
(8)注意防靜電破壞。盡管vm0s器件有很大的輸入電容,不像一般mos器件那樣對靜電放電很敏感,但由于它的柵極-源極間最大額定電壓約為±20v,遠低于100~2500v的靜電電壓,因此,要注意采取防靜電措施,即運輸時器件應放于抗靜電包裝或導電的泡沫塑料中;拿取器件時要戴接地手鐲,最好在防靜電工作臺上操作;焊接要用接地電烙鐵;在柵極-源極間應接一只電阻使其保持低阻抗,必要時并聯穩壓值為20v的穩壓二極管加以保護。功率mosfet與功率晶體管不同之處如下表所示。
高頻工作的mosfet已成為開關電源中的關鍵器件,目前mosfet正以20%的年增長率高速增長。現在,市場上銷售的開關電源產品里,采用雙極型晶體管的開關電源的開關頻率僅為30~3000khz,采用功率mosfet的開關頻率可達到500khz左右。
歡迎轉載,信息來自維庫電子市場網(www.dzsc.com)
功率mos場效應晶體管全稱為金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(powermetal oxide semiconductor field effect transistor),簡稱功率mosfet,它是一種電壓控制器件。根據載流子的性質,mosfet可分為n溝道和p溝道兩種類型,圖形符號如圖所示。根據導電結構,mosfet有垂直導電結構與橫向導電結構,而功率mosfet幾乎都是由垂直導電結構組成的,這種晶體管稱為vmosfet。
(a)n溝道類型:(b)p溝道類型
圖 功率mosfet的圖形符號
vmosfet的主要特點:
(1)開關速度非常快。vmosfet為多數載流子器件,不存在存貯效應,故開關速度快,其一般低壓器件開關時間為10ns數量級,高壓器件為100ns數量級,適擴合于做高頻功率開關。
(2)高輸入阻抗和低電平驅動。vm0s器件輸入阻抗通常10(7)ω以上,直流驅動電流為0.1μa數量級,故只要邏輯幅值超過vm0s的閾值電壓(3.5~4v),則可由cm0s和lsttl及標準ttl等器件直接驅動,驅動電路簡單。
(3)安全工作區寬。vm0s器件無二次擊穿,安全工作區由器件的峰值電流、擊穿電壓的額定值和功率容量來決定,故工作安全,可靠性高。
(4)熱穩定性高。vmos器件的最小導通電壓由導通電阻決定,其低壓器件的導通電阻很小,但且隨著漏極-源極間電壓的增大而增加,即漏極電流有負的溫度系數,使管耗隨溫度的變化得到一定的自補償。
(5)易于并聯使用。vm0s器件可簡單并聯,以增加其電流容量,而雙極型器件并聯使用需增設均流電阻、內部網絡匹配及其他額外的保護裝置。
(6)跨導高度線性。vm0s器件是一種短溝道器件,當ugs上升到一定值后,跨導基本為一恒定值,這就使其作為線性器件使用時,非線性失真大為減小。
(7)管內存在漏源二極管。vm0s器件內部漏極-源極之間寄生一個反向的漏源二極管,其正向開關時間小于10ns,和快速恢復二極管類似也有一個100ns數量級的反向恢復時間。該二極管在實際電路中可起鉗位和消振作用。
(8)注意防靜電破壞。盡管vm0s器件有很大的輸入電容,不像一般mos器件那樣對靜電放電很敏感,但由于它的柵極-源極間最大額定電壓約為±20v,遠低于100~2500v的靜電電壓,因此,要注意采取防靜電措施,即運輸時器件應放于抗靜電包裝或導電的泡沫塑料中;拿取器件時要戴接地手鐲,最好在防靜電工作臺上操作;焊接要用接地電烙鐵;在柵極-源極間應接一只電阻使其保持低阻抗,必要時并聯穩壓值為20v的穩壓二極管加以保護。功率mosfet與功率晶體管不同之處如下表所示。
高頻工作的mosfet已成為開關電源中的關鍵器件,目前mosfet正以20%的年增長率高速增長。現在,市場上銷售的開關電源產品里,采用雙極型晶體管的開關電源的開關頻率僅為30~3000khz,采用功率mosfet的開關頻率可達到500khz左右。
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