mos管工作原理及其驅(qū)動電路-預(yù)覽頁
【正文】 （對應(yīng)于GTR的截止區(qū)）；飽和區(qū)（對應(yīng)于GTR的放大區(qū)）；非飽和區(qū)（對應(yīng)于GTR的飽和區(qū)）。 ?。黄錅y試電路和開關(guān)過程波形如圖3所示。 關(guān)斷延遲時間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，iD開始減小為零的時間段?！ 隹仄骷o態(tài)時幾乎不需輸入電流。當(dāng)然晶閘管是兩個雙極型晶體管的組合，又加上因大面積帶來的大電容，所以其dv/dt能力是較為脆弱的。但盡管如此，它也存在動態(tài)性能的限制。同時從某個角度看、它還存在一個寄生晶體管。通常用單次雪崩能力和重復(fù)雪崩能力來表達。當(dāng)電流迅速下降時，二極管有一階段失去反向阻斷能力，即所謂反向恢復(fù)時間。在不同代功率MOSFET中其措施各有不同，但總的原則是使漏極下的橫向電阻RB盡量小。所以考慮瞬態(tài)性能時對功率MOSFET器件內(nèi)部的各個電容（它是dv/dt的通道）都必須予以注意。在低壓領(lǐng)域，MOSFET沒有競爭對手，但隨著MOS的耐壓提高，其增長速度使MOSFET制造者和應(yīng)用者不得不以數(shù)十倍的幅度降低額定電流，以折中額定電流、導(dǎo)通電阻和成本之間的矛盾。如耐壓30V的MOSFET，其外延層電阻僅為總導(dǎo)通電阻的29%，%。 降低高壓MOSFET導(dǎo)通電阻的思路。如除導(dǎo)通時低摻雜的高耐壓外延層對導(dǎo)通電阻只能起增大作用外并無其他用途。與常規(guī)MOSFET結(jié)構(gòu)不同，內(nèi)建橫向電場的MOSFET嵌入垂直P區(qū)將垂直導(dǎo)電區(qū)域的N區(qū)夾在中間，使MOSFET關(guān)斷時，垂直的P與N之間建立橫向電場，并且垂直導(dǎo)電區(qū)域的N摻雜濃度高于其外延區(qū)N的摻雜濃度。 當(dāng)CGS＞VTH時，被電場反型而產(chǎn)生的N型導(dǎo)電溝道形成。將阻斷電壓與導(dǎo)通電阻功能分開，解決了阻 斷電壓與導(dǎo)通電阻的矛盾，同時也將阻斷時的表面PN結(jié)轉(zhuǎn)化為掩埋PN結(jié)，在相同的N摻雜濃度時，阻斷電壓還可進一步提高。由于導(dǎo)通損耗的降低，發(fā)熱減少，器件相對較涼，故稱COOLMOS。 開關(guān)特性的改善。目前，新型的MOSFET無一例外地具有抗雪崩擊穿能力。 COOLMOS的最大特點之一就是它具有短路安全工作區(qū)（SCSOA），而常規(guī)MOS不具備這個特性。特別是在結(jié)溫升高時，恒流值下降，在最高結(jié)溫時，約為ID25℃的2倍。從綜合指標(biāo)看，這些MOSFET均優(yōu)于常規(guī)MOSFET，并不是因為隨管芯面積增加，導(dǎo)通電阻就成比例地下降，因此，可以認為，以上的MOSFET一定存在類似橫向電場的特殊結(jié)構(gòu)，可以看到，設(shè)法降低高壓MOSFET的導(dǎo)通壓降已經(jīng)成為現(xiàn)實，并且必將推動高壓MOSFET的應(yīng)用。 從以上討論可見，新型高壓MOSFET使長期困擾高壓MOSFET的導(dǎo)通壓降高的問題得到解決；可簡化整機設(shè)計，如散熱器件體積可減少到原40%左右；驅(qū)動電路、緩沖電路簡化；具備抗雪崩擊穿能力和抗短路能力；簡化保護電路并使整機可靠性得以提高。假定開關(guān)管飽和導(dǎo)通需要的柵極電壓值為VGS，開關(guān)管的開通時間TON包括開通延遲時間TD和上升時間TR兩部分。圖7（a）為常用的小功率驅(qū)動電路，簡單可靠成本低。 功率MOSFET屬于電壓型控制器件，只要柵極和源極之間施加的電壓超過其閥值電壓就會導(dǎo)通?！ ‘?dāng)V1導(dǎo)通時，V2關(guān)斷，兩個MOSFET中的上管的柵、源極放電，下管的柵、源極充電，即上管關(guān)斷，下管導(dǎo)通，則被驅(qū)動的功率管關(guān)斷；反之V1關(guān)斷時，V2導(dǎo)通，上管導(dǎo)通，下管關(guān)斷，使驅(qū)動的管子導(dǎo)通。電路原理如圖9（a）所示，N3為去磁繞組，S2為所驅(qū)動的功率管。同時它還可以作為功率MOSFET關(guān)斷時的能量泄放回路?！ 、谥恍鑶坞娫醇纯商峁?dǎo)通時的正、關(guān)斷時負壓?！ 。?）有隔離變壓器的互補驅(qū)動電路。該電路具有以下優(yōu)點： ?、匐娐方Y(jié)構(gòu)簡單可靠，具有電氣隔離作用?！ 〉撾娐反嬖诘囊粋€較大缺點是輸出電壓的幅值會隨著占空比的變化而變化。其中UC3724用來產(chǎn)生高頻載波信號，載波頻率由電容CT和電阻RT決定。這種驅(qū)動電路僅適合于信號頻率小于100kHz的場合，因信號頻率相對載波頻率太高的話，相對延時太多，且所需驅(qū)動功率增大，UC3724和UC3725芯片發(fā)熱溫升較高，故100kHz以上開關(guān)頻率僅對較小極電容的MOSFET才可
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