单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.4.3 电力场效应晶体管,分为,结型,和,绝缘栅型,（类似小功率Field Effect,TransistorFET）,但通常主要指,绝缘栅型,中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET）,简称电力MOSFET（Power MOSFET）,结型电力场效应晶体管一般称作,静电感应,晶体管（Static Induction TransistorSIT）,1.4.3 电力场效应晶体管分为结型和绝缘栅型（类似小功率,1,1.电力MOSFET的结构和工作原理,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,1.电力MOSFET的结构和工作原理,2,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,特点用栅极电压来控制漏极电流,3,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（Vertical MOSFET）。,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,（Vertical Double-diffused MOSFET）。,这里主要以VDMOS器件为例进行讨论。,电力,MOSFET,的结构,小功率MOS管是横向导电器件。电力MOSFET的结构,4,电力MOSFET的结构（,显示图,）,电力MOSFET的结构（显示图）,5,2.电力MOSFET的基本特性,1),静态特性,转移特性,曲线的斜率定义为跨导,G,fs,2.电力MOSFET的基本特性,6,2),动态特性,2)动态特性,7,开通过程（,开关过程图,）,开通延迟时间,t,d(on),u,p,前沿时刻到,u,GS,=,U,T,并开始出现,i,D,的时刻间的时间段,上升时间,t,r,u,GS,从,u,T,上升到MOSFET进入非饱和区的栅压,U,GSP,的时间段,i,D,稳态值由漏极电源电压,U,E,和漏极负载电阻决定,U,GSP,的大小和,i,D,的稳态值有关,U,GS,达到,U,GSP,后，在,u,p,作用下继续升高直至达到稳态，但,i,D,已不变,开通时间,t,on,开通延迟时间与上升时间之和,开通过程（开关过程图）,8,关断,过程,关断延迟时间,t,d(off),u,p,下降到零起，,C,in,通过,R,s,和,R,G,放电，,u,GS,按指数曲线下降到,U,GSP,时，,i,D,开始减小的时间段,下降时间,t,f,u,GS,从,U,GSP,继续下降起，,i,D,减小，到,u,GS,20V将导致绝缘层击穿,4),极间电容,极间电容,C,GS,、,C,GD,和,C,DS,厂家提供：漏源极短路时的输入电容,C,iss,、共,源极输出电容,C,oss,和反向转移电容,C,rss,3.电力MOSFET的主要参数,11,C,iss,=,C,GS,+,C,GD,（1-14）,C,rss,=,C,GD,（1-15）,C,oss,=,C,DS,+,C,GD,（1-16）,输入电容可近似用,C,iss,代替,这些电容都是非线性的,漏源间的耐压、漏极最大允许电流和最大耗散功,率决定了电力MOSFET的安全工作区,一般来说，电力MOSFET不存在二次击穿问题，这是它的一大优点,实际使用中仍应注意留适当的裕量,Ciss=CGS+CGD,12,