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功率MOSFET的種類
?按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道
?耗盡型——當(dāng)柵極電壓為零時(shí)漏源極之間就存在導(dǎo)電溝道
?增強(qiáng)型——對于N（P）溝道器件，柵極電壓大于（小于）
?????????????????????????? 零時(shí)才存在導(dǎo)電溝道
?功率MOSFET主要是N溝道增強(qiáng)型
MOSFET 的結(jié)構(gòu)圖及電路符號(hào)
(a) N溝道增強(qiáng)型結(jié)構(gòu)圖????? (b) N溝道增強(qiáng)型符號(hào)???? (c) P溝道增強(qiáng)型符號(hào)
N溝道增強(qiáng)型P-MOSFET的基本工作特性
截止：漏源極間加正電壓偏置，柵源極間電壓為零
????????????????? （UDS>0，UGS=0)
導(dǎo)電：在柵源極間加正電壓UGS
?????? 當(dāng)UGS>UT（開啟電壓或閾值電壓，典型值2～4V）時(shí)，漏
?????? 極和源極導(dǎo)電
2. P-MOSFET的靜態(tài)工作特性
1）輸出特性
P-MOSFET的靜態(tài)工作特性如圖所示，漏極伏安特性又稱輸出特性，可以分為三個(gè)區(qū)：可變電阻區(qū)Ⅰ，飽和區(qū)Ⅱ，擊穿區(qū)Ⅲ。
電力電子電路中P-MOSFET工作在開關(guān)狀態(tài)。
P-MOSFET漏源極之間有寄生二極管，漏源極間加反向電壓時(shí)器件導(dǎo)通。
P-MOSFET的通態(tài)電阻具有正溫度系數(shù)，對器件并聯(lián)時(shí)的均流有利。
P－MOSFET靜態(tài)工作特性
（a）漏極伏安特性?????? （b）轉(zhuǎn)移特性
2）轉(zhuǎn)移特性
漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關(guān)系稱為MOSFET的轉(zhuǎn)移特性
ID較大時(shí)，ID與UGS的關(guān)系近似線性，曲線的斜率定義為跨導(dǎo)Gfs
圖中所示的UGS(th)為開啟電壓，只有?????????????? 時(shí)才會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電溝道，產(chǎn)生漏極電流iD。
3、P-MOSFET的動(dòng)態(tài)工作特性
1）輸入等效電容模型
???? P-MOSFET是多數(shù)載流子器件，不存在少數(shù)載流子特有的存儲(chǔ)效應(yīng)，因此開關(guān)時(shí)間很短，影響開關(guān)速度的主要是器件極間電容。輸入電容：
(a) 測試電路?????????????????? (b) 開關(guān)過程波形
（1）開通過程
開通延遲時(shí)間td(on) —— Up前沿時(shí)刻到UGS=UGS(th)并開始出現(xiàn)iD
??????????????????????????????????????????????? 的時(shí)刻間的時(shí)間段
上升時(shí)間tr—— UGS從UGS(th)上升到MOSFET進(jìn)入非飽和區(qū)的柵
?????????????????????????????????? 壓UGSP的時(shí)間段
iD穩(wěn)態(tài)值由漏極電源電壓UE和漏極負(fù)載電阻RL決定
UGSP的大小和iD的穩(wěn)態(tài)值有關(guān)
UGS達(dá)到UGSP后，在Up作用下繼續(xù)升高直至達(dá)到穩(wěn)態(tài)，但iD
????? 已不變?
開通時(shí)間ton——開通延遲時(shí)間與上升時(shí)間之和
（2）關(guān)斷過程
關(guān)斷延遲時(shí)間td(off)
?????? Up下降到零起，Cin通過Rs和RG放電，UGS按指數(shù)曲線下降到
?????? UGSP、iD開始減小時(shí)的時(shí)間段
下降時(shí)間tf
?????? UGS從UGSP繼續(xù)下降起，iD減小，到UGS
關(guān)斷時(shí)間toff
????????? 關(guān)斷延遲時(shí)間和下降時(shí)間之和
（3）MOSFET的開關(guān)速度
MOSFET的開關(guān)速度和Cin充放電有很大關(guān)系：
?????? 使用者無法降低Cin，但可降低驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)阻Rs （即增大驅(qū)動(dòng)功
?????? 率）減小時(shí)間常數(shù)，加快開關(guān)速度。場控器件，靜態(tài)時(shí)幾乎不
?????? 需輸入電流。但在開關(guān)過程中需對輸入電容充放電，仍需一定的
?????? 驅(qū)動(dòng)功率（保證快速開關(guān)）。開關(guān)頻率越高，所需要的驅(qū)動(dòng)功率
?????? 越大。
MOSFET只靠多子導(dǎo)電，不存在少子儲(chǔ)存效應(yīng)，因而關(guān)斷過程非
?????? 常迅速。
開關(guān)時(shí)間在10~100ns之間，工作頻率可達(dá)100kHz以上，是主要電
?????? 力電子器件中最高的。
4. P-MOSFET的主要參數(shù)
???? 除跨導(dǎo)gm、開啟電壓UGS(th)、td(on)、tr、td(off)和tf之外，還有：
（1）漏源擊穿電壓U(BR)DSS：規(guī)定了MOS管的電壓定額
（2）漏極連續(xù)直流電流ID和可重復(fù)漏極電流幅值IDM：
??????????? 漏極連續(xù)直流電流ID是指在最大導(dǎo)通壓降UDS(on)和占空比??
??????????? 為100％（即直流）時(shí)，產(chǎn)生的功率損耗使MOS管節(jié)點(diǎn)溫
??????????? 度上升到最大值150℃（外殼溫度為100℃）時(shí)的漏極電流。
??????????? 可重復(fù)漏極電流幅值IDM是脈沖運(yùn)行狀態(tài)下MOS管漏極最
??????????? 大允許峰值電流。
（3）柵源電壓UGS：柵源之間的絕緣層很薄，?UGS?>20V?? 將
???????????????? 導(dǎo)致絕緣層擊穿
（4）極間電容 ：
???????????? P-MOSFET的三個(gè)極之間分別存在極間電容CGS、CGD和CDS，一般廠家提供的是漏源極短路時(shí)的輸入電容Ciss、共源極輸出電容Coss和反向轉(zhuǎn)移電容Crss，它們之間的關(guān)系是：
????????????????????????????? Ciss= CGS+ CGD
????????????????????????????? Crss= CGD
????????????????????????????? Coss= CDS+ CGD
??????? 輸入電容可近似用Ciss代替，但這些電容都是非線性的。
5.P-MOSFET的安全工作區(qū)
?? P-MOSFET是多數(shù)載流子工作的器件，元件的通態(tài)電阻具有
??? 正的溫度系數(shù)，即溫度升高通態(tài)電阻增大，使漏極電流能隨
??? 溫度升高而下降，因而不存在電流集中和二次擊穿的限制，
??? 有較寬的安全工作區(qū)。其安全工作區(qū)由最大漏極電流限制線、
??? 最大功耗限制線、最大漏源電壓限制線、開通電阻限制線決
??? 定。
GTR和GTO的特點(diǎn)——雙極型，電流驅(qū)動(dòng)，有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，通流能力很強(qiáng)，開關(guān)速度較低，所需驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜
MOSFET的優(yōu)點(diǎn)——單極型，電壓驅(qū)動(dòng)，開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動(dòng)功率小而且驅(qū)動(dòng)電路簡單
兩類器件取長補(bǔ)短結(jié)合而成的復(fù)合器件—Bi-MOS器件
工商網(wǎng)監(jiān)
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