功率場效應電晶體

優點

即是在大功率範圍套用的場效應電晶體，它也稱作功率MOSFET，其優點表現在以下幾個方面：

1. 具有較高的開關速度。

2. 具有較寬的安全工作區而不會產生熱點，並且具有正的電阻溫度係數，因此適合進行並聯使用。

3. 具有較高的可靠性。

4. 具有較強的過載能力。短時過載能力通常額定值的4倍。

5. 具有較高的開啟電壓，即是閾值電壓，可達2~6V(一般在1.5V~5V之間）。當環境噪聲較高時，可以選用閾值電壓較高的管子，以提高抗干擾能力；反之，當噪聲較低時，選用閾值電壓較低的管子，以降低所需的輸入驅動信號電壓。給電路設計帶來了極大地方便。

6. 由於它是電壓控制器件，具有很高的輸入阻抗，因此其驅動功率很小，對驅動電路要求較低。

由於這些明顯的優點，功率場效應電晶體在電機調速，開關電源等各種領域套用的非常廣泛。

特性

功率場效應電晶體及其特性

一、功率場效應電晶體是電壓控制器件，在功率場效應電晶體中較多採用的是V溝槽工藝，這種工藝生產地管稱為VMOS場效應電晶體，它的柵極做成V型，有溝道短、耐壓能力強、跨導線性好、開關速度快等優點，故在功率套用領域有著廣泛的套用，出現一種更好的叫TMOS管，它是在VMOS管基礎上改進而成的，沒有V形槽，只形成了很短的導通溝槽。

二、功率場效應電晶體的基本參數及符號

1.極限參數和符號

（1）漏源極間短路時，柵漏極間的耐壓VGDS

（2）漏源極間開路時，柵漏極間的耐壓VGSO

（3）柵源極在規定的偏壓下，漏源極間耐壓VDSX

（4）擊穿電壓BVDS

（5）柵極電流IG

（6）最大漏電極耗散功率PD

（7）溝道溫度TGH，存儲溫度TSTG

2.電氣特性參數和符號

（1）柵極漏電電流IGSS

（2）漏極電流IDSS

（3）夾斷電壓VP

（4）柵源極門檻極電壓VGS（th）

（5）導通時的漏極電流ID（on）

（6）輸入電容Ciss

（7）反向傳輸電容Crss

（8）導通時的漏源極間電阻RDS（on）

（9）導通延時時間td（on）

（10）上升時間tr

（11）截止延時時間td（off）

（12）下降時間tf

這些參數反映了功率場效應電晶體在開關工作狀態下的瞬間回響特性，在功率場效應電晶體用於電機控制等用途時特別有用。

詳解

利用半導體的場效應製作的功率電晶體。半導體的場效應指通過垂直於半導體表面的外加電場，可以控制或改變靠近表面附近薄層內半導體的導電特性。功率場效應電晶體元件符號如圖1所示。圖1中G、D、S分別代表其柵極、漏極和源極。功率MOSFET(金屬－氧化物-半導體場效應電晶體)是最重要的一種功率場效應電晶體,除此之外還有MISFET、MESFET、JFET等幾種。功率MOSFET為功率集成器件，內含數百乃至上萬個相互並聯的MOSFET單元。為提高其集成度和耐壓性,大都採用垂直結構(即VMOS)，如VVMOS（V型槽結構）、VUMOS、SIPMOS等。圖2顯示了一種SIPMOS（n溝道增強型功率MOSFET）的部分剖面結構。其柵極用導電的多晶矽製成,柵極與半導體之間有一層二氧化矽薄膜,柵極與源極位於矽片的同一面，漏極則在背面。從總體上看，漏極電流垂直地流過矽片，漏極和源極間電壓也加在矽片的兩個面之間。該器件屬於耗盡型n溝道的功率MOSFET，其源極和漏極之間有一n型導電溝道,改變柵極對源極的電壓，可以控制通過溝道的電流大小。耗盡型器件在其柵極電壓為零時也存在溝道，而增強型器件一定要施加柵極電壓才有溝道出現。與n溝道器件對應,還有p溝道的功率MOSFET。圖3為圖2所示SIPMOS的輸出特性。它表明了柵極的控制作用及不同柵極電壓下，漏極電流與漏極電壓之間的關係。圖3中，在非飽和區(Ⅰ),源極和漏極間相當於一個小電阻；在亞閾值區(Ⅲ)則表現為開路；在飽和區(Ⅱ)，器件具有放大作用。

功率場效應電晶體

基本介紹

優點

特性

詳解

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