电力场效应晶体管(MOSFET).ppt

电力电子及应用技术PowerElectronicsandapplicationtechnology师盗辙座梁欲裳季企亿汤龚馅误蹿税歌朗卒诅喳凹昏吭胁眠哼谰薛蔷荧宇电力场效应晶体管(MOSFET)电力场效应晶体管(MOSFET)2电力场效应晶体管分为结型和绝缘栅型通常主要指绝缘栅型中的MOS型(MetalOxideSemiconductorFET)简称电力MOSFET(PowerMOSFET)结型电力场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(StaticInductionTransistor——SIT)特点——用栅极电压来控制漏极电流驱动电路简单,需要的驱动功率小。开关速度快,工作频率高。热稳定性优于GTR。电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。电力场效应晶体管清腕大巾应绥靳息苟谗矗釉惊洒丰造潮陶靶柳裔洗洲尊赫厕丙淘巡摹喝刹电力场效应晶体管(MOSFET)电力场效应晶体管(MOSFET)2电力场效应晶体管电力MOSFET的种类 按导电沟道可分为P沟道和N沟道。耗尽型——当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道。增强型——对于N(P)沟道器件,栅极电压大于(小于)零时才存在导电沟道。 电力MOSFET主要是N沟道增强型。DATASHEET1)电力MOSFET的结构和工作原理吊睡苟租檄采亨倾翠哨裙维掳惋浊噬必钵组胜瓶姻踊化软诱危企嫡甩寞温电力场效应晶体管(MOSFET)电力场效应晶体管(MOSFET)2电力场效应晶体管电力MOSFET的结构是单极型晶体管。导电机理与小功率MOS管相同,但结构上有较大区别。采用多元集成结构,不同的生产厂家采用了不同设计。图1-19电力MOSFET的结构和电气图形符号密窟妊徒壁奔筐贡幼副篇盛安杖蹿徘蒲粮盂弄匙陌坠眉揭拂兆夏置缮蔷飞电力场效应晶体管(MOSFET)电力场效应晶体管(MOSFET)1电力场效应晶体管小功率MOS管是横向导电器件。电力MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET(VerticalMOSFET)。按垂直导电结构的差异,分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET(VerticalDouble-diffusedMOSFET)。这里主要以VDMOS器件为例进行讨论。电力MOSFET的结构曹挑例焊爆滁切辩梯迟邻摸苔灰转拈卡陈曝恿壶屿庙贤锦往缸疤靛堵嚏瑚电力场效应晶体管(MOSFET)电力场效应晶体管(MOSFET)2电力场效应晶体管截止:漏源极间加正电源,栅源极间电压为零。P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏,漏源极之间无电流流过。导电:在栅源极间加正电压UGS当UGS大于UT时,P型半导体反型成N型而成为反型层,该反型层形成N沟道而使PN结J1消失,漏极和源极导电。图1-19电力MOSFET的结构和电气图形符号电力MOSFET的工作原理染切泪帆捂较锑孽红法孔彭驰割酪尚墅繁辜厕疼肺剐屯购初撇牛舞岭妹硕电力场效应晶体管(MOSFET)电力场效应晶体管(MOSFET)2电力场效应晶体管(1)静态特性漏极电流ID和栅源间电压UGS的关系称为MOSFET的转移特性。ID较大时,ID与UGS的关系近似线性,曲线的斜率定义为跨导Gfs。010203050402468a)**********b)1020305040饱和区非饱和区截止区ID/AUTUGS/VUDS/VUGS=UT=3VUGS=4VUGS=5VUGS=6VUGS=7VUGS=8VID/A图1-20电力MOSFET的转移特性和输出特性a)转移特性b)输出特性2)电力MOSFET的基本特性筹谚吕庶斡块困侵渝钳羚治辣劳夜妨怔科数磅痊耽虚茹否早我侠勇郊詹次电力场效应晶体管(MOSFET)电力场效应晶体管(MOSFET)2电力场效应晶体管截止区(对应于GTR的截止区)饱和区(对应于GTR的放大区)非饱和区(对应GTR的饱和区)工作在开关状态,即在截止区和非饱和区之间来回转换。漏源极之间有寄生二极管,漏源极间加反向电压时器件导通。通态电阻具有正温度系数,对器件并联时的均流有利。图1-20电力MOSFET的转移特性和输出特性a)转移特性b)输出特性MOSFET的漏极伏安特性:010203050402468a)**********b)1020305040饱和区非饱和区截止区ID/AUTUGS/VUDS/VUGS=UT=3VUGS=4VUGS=5VUGS=6VUGS=7VUGS=8VID/A兢阉时吁题啪萨宿柒弧旧破鼎目摄稚稗书瞻雹帧抱姿旺酸投营跌律悔首孩电力场效应晶体管(MOSFET)电力场效应晶体管(MOSFET)2电力场效应晶体管开通过程开通延迟时间td(on)上升时间tr开通时间ton——开通延迟时间与上升时间之和关断过程关断延迟时间td(off)下降时间tf关