功率场效应管原理

功 率 场 效 应 晶 体 管 (MOSFET)原 理 功 率 场 效 应 管 (Power MOSFET)也 叫 电 力 场 效 应 晶 体 管 ， 是 一 种 单 极 型 的 电 压 控制 器 件 ， 不 但 有 自 关 断 能 力 ,而 且 有 驱 动 功 率 小 ,开 关 速 度 高 、无二次击穿、安全工作区宽等特点。由于其易于驱 动 和开 关 频率 可高 达 500kHz，特别适于高 频化电 力 电 子装置，如应 用于 DC/DC 变换、开 关 电 源、便携式电 子设备、航空航天以及汽车等电 子电 器 设备中。但 因为其电 流、热容量小 ， 耐压 低， 一 般只适用于小 功 率 电 力 电 子装置。 一 、电 力 场 效 应 管 的 结构和工作原 理 电 力 场 效 应 晶 体 管 种 类和结构有 许多种 ， 按导电 沟道可分为 P 沟道和 N 沟道， 同时又有 耗尽型 和增强型 之分。在电 力 电 子装置中， 主要应 用 N 沟道增强型 。 电 力 场 效 应 晶 体 管 导电 机理 与小 功 率 绝缘栅 MOS 管 相同， 但 结构有 很大区别。小功 率 绝缘栅 MOS 管 是 一 次扩散形成的 器 件 ， 导电 沟道平行于芯片表面， 横向导电 。电力 场 效 应 晶 体 管 大多采用垂直导电 结构， 提高 了器 件 的 耐电 压 和耐电 流的 能 力 。按垂直导电 结构的 不 同， 又可分为 2 种 ：V 形槽 VVMOSFET 和双扩散 VDMOSFET。 电 力 场 效 应 晶 体 管 采用多单 元集成结构， 一 个器 件 由成千上万个小 的 MOSFET 组成。N 沟道增强型 双扩散电 力 场 效 应 晶 体 管 一 个单 元的 部面图， 如图 1(a)所示。电 气符号， 如图 1(b)所示。 电 力 场 效 应 晶 体 管 有 3 个 端 子 ： 漏 极 D、源极 S 和栅极 G。当漏 极 接电 源正，源极 接电 源负时，栅极 和源极 之间电 压为 0，沟道不导电 ，管 子 处于截止。如果在栅极 和源极 之间加一正向电 压 UGS，并且使 UGS 大于或等于管 子 的开启电 压 UT，则管 子 开通，在漏 、源极 间流过电 流 ID。UGS 超过 UT 越大，导电 能力 越强，漏 极 电 流越大。 二、电 力 场 效 应 管 的静态特性和主要参数 Power MOSFET 静态特性主要指输出特性和转移特性，与静态特性对应 的主要参数有 漏 极 ...