第6章 电力场效应晶体管MOSFET.ppt
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也分为结型和绝缘栅型(类似小功率FieldEffectTransistor——FET)但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(MetalOxideSemiconductorFET)简称功率MOSFET(PowerMOSFET)结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(StaticInductionTransistor——SIT)功率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功率MOSFET主要是N沟道增强型功率MOSFET的结构功率MOSFET的工作原理截止: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栅极是绝缘的,所以不会有栅极电流流过。但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开,而将P区中的少子——电子吸引到栅极下面的P区表面。当UGS大于UT(开启电压或阈值电压)时,栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度,使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结消失,漏极和源极导电。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。MOSFET的漏极伏安特性: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(对应于GTR的饱和区)功率MOSFET工作在开关状态,即在截止区和非饱和区之间来回转换。功率MOSFET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。功率MOSFET的通态电阻具有正温度系数,对器件并联时的均流有利。2、动态特性开通过程开通延迟时间td(on)——up前沿时刻到uGS=UT并开始出现iD的时刻间的时间段。上升时间tr——uGS从uT上升到MOSFET进入非饱和区的栅压UGSP的时间段。iD稳态值由漏极电源电压UE和漏极负载电阻决定。UGSP的大小和iD的稳态值有关UGS达到UGSP后,在up作用下继续升高直至达到稳态,但iD已不变。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)——up下降到零起,Cin通过Rs和RG放电,uGS按指数曲线下降到UGSP时,iD开始减小止的时间段。下降时间tf——uGS从UGSP继续下降起,iD减小,到uGS<UT时沟道消失,iD下降到零为止的时间段。关断时间toff——关断延迟时间和下降时间之和。功率MOSFET的主要参数功率MOSFET的主要参数功率MOSFET的主要参数功率MOSFET的主要参数功率MOSFET的安全工作区6.46.46.46.4功率MOSFET的栅极驱动电路功率MOSFET的栅极驱动电路功率MOSFET的栅极驱动电路功率MOSFET的栅极驱动电路功率MOSFET的栅极驱动电路功率MOSFET的栅极驱动电路功率MOSFET的栅极驱动电路功率MOSFET的栅极驱动电路功率MOSFET的栅极驱动电路功率MOSFET的栅极驱动电路功率MOSFET的栅极驱动电路功率MOSFET的栅极驱动电路功率MOSFET在应用中的注意事项功率MOSFET在应用中的注意事项功率MOSFET在应用中的注意事项功率MOSFET在应用中的注意事项