MOSFET的原理
MOSFET的原意是:MOS(MetalOxideSemiconductor金屬氧化物半導(dǎo)體),F(xiàn)ET(FieldEffectTransistor場(chǎng)效應(yīng)晶體管),即以金屬層(M)的柵極隔著氧化層(O)利用電場(chǎng)的效應(yīng)來控制半導(dǎo)體(S)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管也分為結(jié)型和絕緣柵型,但通常主要指絕緣柵型中的MOS型(MetalOxideSemiconductorFET),簡(jiǎn)稱功率MOSFET(PowerMOSFET)。結(jié)型功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管一般稱作靜電感應(yīng)晶體管(StaticInductionTransistor——SIT)。其特點(diǎn)是用柵極電壓來控制漏極電流,驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單,需要的驅(qū)動(dòng)功率小,開關(guān)速度快,工作頻率高,熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR,但其電流容量小,耐壓低,一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。 自上世紀(jì)80年代起,MOSFET、IGBT和功率集成電路已成為主流應(yīng)用類型。中山應(yīng)用功率器件MOS產(chǎn)品選型哪家公司便宜
功率器件是電力電子領(lǐng)域的重要組成部件,處理高壓大電流,廣泛應(yīng)用于新能源、汽車電子和工業(yè)控制。碳化硅、氮化鎵等新材料正推動(dòng)技術(shù)的革新,提升效率與可靠性。
功率器件定義與重要特性功率器件(Power Semiconductor Device)是電力電子領(lǐng)域的**組件,特指直接處理電能的主電路器件,通過電壓、電流的變換與控制實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換、放大、開關(guān)、整流及逆變等功能。其典型特征為處理功率通常大于1W,在高壓、大電流工況下保持穩(wěn)定的性能。 中山UPS功率器件MOS產(chǎn)品選型批發(fā)價(jià)功率器件是電力電子領(lǐng)域的重要組件,處理高壓大電流,廣泛應(yīng)用于新能源、汽車電子和工業(yè)控制。
功率MOSFET的基本特性
動(dòng)態(tài)特性MOSFET其測(cè)試電路和開關(guān)過程。開通過程;開通延遲時(shí)間td(on)—Up前沿時(shí)刻到UGS=UT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UT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。
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時(shí),iD開始減小為零的時(shí)間段。下降時(shí)間tf—UGS從UGS
P繼續(xù)下降起,iD減小,到UGS
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減小時(shí)間常數(shù),加快開關(guān)速度,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比較高的。場(chǎng)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(duì)輸入電容充放電,仍需一定的驅(qū)動(dòng)功率。開關(guān)頻率越高,所需要的驅(qū)動(dòng)功率越大。
從60年代到70年代初期,以半控型普通晶閘管為**的電力電子器件,主要用于相控電路。這些電路十分***地用在電解、電鍍、直流電機(jī)傳動(dòng)、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁等整流裝置中,與傳統(tǒng)的汞弧整流裝置相比,不僅體積小、工作可靠,而且取得了十分明顯的節(jié)能效果(一般可節(jié)電10~40%,從中國(guó)的實(shí)際看,因風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載約占全國(guó)用電量的1/3,若采用交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng), 可平均節(jié)電20%以上,每年可節(jié)電400億千瓦時(shí)),因此電力電子技術(shù)的發(fā)展也越來越受到人們的重視。70年代中期出現(xiàn)的全控型可關(guān)斷晶閘管和功率晶體管,開關(guān)速度快,控制簡(jiǎn)單,逆導(dǎo)可關(guān)斷晶閘管更兼容了可關(guān)斷晶閘管和快速整流二極管的功能。它們把電力電子技術(shù)的應(yīng)用推進(jìn)到了以逆變、斬波為中心內(nèi)容的新領(lǐng)域。這些器件已普遍應(yīng)用于變頻調(diào)速、開關(guān)電源、靜止變頻等電力電子裝置中。隨著科技的不斷進(jìn)步,功率半導(dǎo)體器件也在持續(xù)演進(jìn)。
電力二極管:結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單,工作可靠;
晶閘管:承受電壓和電流容量在所有器件中比較高
IGBT:開關(guān)速度高,開關(guān)損耗小,具有耐脈沖電流沖擊的能力,通態(tài)壓降較低,輸入阻抗高,為電壓驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng)功率??;缺點(diǎn):開關(guān)速度低于電力MOSFET,電壓,電流容量不及GTO
GTR:耐壓高,電流大,開關(guān)特性好,通流能力強(qiáng),飽和壓降低;缺點(diǎn):開關(guān)速度低,為電流驅(qū)動(dòng),所需驅(qū)動(dòng)功率大,驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜,存在二次擊穿問題
GTO:電壓、電流容量大,適用于大功率場(chǎng)合,具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng),其通流能力很強(qiáng);缺點(diǎn):電流關(guān)斷增益很小,關(guān)斷時(shí)門極負(fù)脈沖電流大,開關(guān)速度低,驅(qū)動(dòng)功率大,驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜,開關(guān)頻率低
電力MOSFET:開關(guān)速度快,輸入阻抗高,熱穩(wěn)定性好,所需驅(qū)動(dòng)功率小且驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單,工作頻率高,不存在二次擊穿問題;缺點(diǎn):電流容量小,耐壓低,一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。
制約因素:耐壓,電流容量,開關(guān)的速度 。 除了保證這些設(shè)備的正常運(yùn)行以外,功率器件還能起到有效的節(jié)能作用。中山質(zhì)量功率器件MOS產(chǎn)品選型哪里有
DFN(Dual Flat Non-leaded) 無引腳扁平封裝,引腳從底部引出,寄生電感低于QFN(如筆記本電腦電源)。中山應(yīng)用功率器件MOS產(chǎn)品選型哪家公司便宜
功率MOSFET的基本特性
靜態(tài)特性MOSFET的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性。
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
MOSFET的漏極伏安特性(輸出特性):截止區(qū)(對(duì)應(yīng)于GTR的截止區(qū));飽和區(qū)(對(duì)應(yīng)于GTR的放大區(qū));非飽和區(qū)(對(duì)應(yīng)于GTR的飽和區(qū))。電力MOSFET工作在開關(guān)狀態(tài),即在截止區(qū)和非飽和區(qū)之間來回轉(zhuǎn)換。電力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。電力MOSFET的通態(tài)電阻具有正溫度系數(shù),對(duì)器件并聯(lián)時(shí)的均流有利。
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