功率mosfet模型的建立.ppt

MOSFET实物图(TO-3P)
第一页，共71页。
MOSFET实物图(TO-220)
第二页，共71页。
MOSFET实物图(TO-220S)
第三页，共71页。
IR公司HEXFET内部结构
第四页，共71页。
MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Fiele-Effect Transistor）是一种单极性器件。功率MOSFET具有较高的开关速度；非常低的门驱动功率；容易并联；没有双极型晶体管的二次击穿的现象。
一个普通MOSFET的内部结构
第五页，共71页。
制造功率MOSFET的关键，主要是解决大电流和高电压问题，以提高器件的功率处理能力．对比MOSFET与双极型器件（如GTR）的结构，发现后者首先在功率领域获得突破的原因主要有三点：
1) 发射极和集电极是安置在基区的两侧，电流是流过面积很大而厚度较薄的基区，因而可以参照GTR等功率器件，制造为垂直导电模式，电流容量可以很大；
2) 为了提高耐压，在集电区中加人了一个轻掺杂N-型区，使器件耐压能力大为改善；
3) 基区宽度的控制是靠双重扩散技术实现的，尺寸控制严格准确，适宜于各种功率要求的设计。
VVMOSFET和UMOSFET基本结构
电场集中，不易提高耐压。
第六页，共71页。
功率MOSFET的内部结构
★ 胞元并联结RDS小，可达mΩ。
★ 垂直导电VD，面积大，电流大；
★ 无电导调制效应，UDSS较GTR大。
★ 轻掺杂，电阻率大，耐压高；
★ 沟道短D-S间U、R、C均小；
第七页，共71页。
2. MOSFET静态特性与参数
(1) 静态特性
静态特性主要指功率MOSFET的输出特性、饱和特性和转移特性。与静态特性相关的参数主要有通态电阻Ron、开启电压VGS(Th)、跨导gm。最大电压额定值BVDS和最大电流额定值IDM等。
A．输出特性
第八页，共71页。
B．饱和压降特性
由于功率MOSFET是单极型器件，不像GTR、SCR及GTO那样具有载流子存贮效应，因而通态电阻较大，饱和压降也较高，使导通损耗大。为了降低通态电阻，在设计上要采取一些相应的措施。但是，MOSFET的通态电阻总是要比GTR、SCR及GTO的通态电阻大。
第九页，共71页。
C．转移特性
栅源电压VGS漏极电流ID之间的关系称为转移特性。下图为功率MOSFET在小信号下的转移特性。图中特性曲线的斜率DID/DVGS即表示功率MOSFET的放大能力，因为它是电压控制器件，所以用跨导参数gm来表示，跨导gm的作用与GTR中的电流增益β相似。
第十页，共71页。