mos管工作原理及其驅(qū)動(dòng)電路-文庫吧資料
2025-05-23 12:09本頁面
【正文】 OLMOS的漏極電流不再增加，呈恒流狀態(tài)。COOLMOS的SCSOA的獲得主要是由于轉(zhuǎn)移特性的變化和管芯熱阻降低。但由于管芯面積的減小，IAS小于常規(guī)MOSFET，而具有相同管芯面積時(shí)，IAS和EAS則均大于常規(guī)MOSFET。COOLMOS同樣具有抗雪崩能力。 抗雪崩擊穿能力與SCSOA。COOLMOS的柵極電荷與開關(guān)參數(shù)均優(yōu)于常規(guī)MOSFET，很明顯，由于QG，特別是QGD的減少，使COOLMOS的開關(guān)時(shí)間約為常規(guī)MOSFET的1/2；開關(guān)損耗降低約50%?！ ∮捎贑OOLMOS管芯厚度僅為常規(guī)MOSFET的1/3，使TO220封裝RTHJC從常規(guī)1℃/℃/W；額定功率從125W上升到208W，使管芯散熱能力提高。 封裝的減小和熱阻的降低。在額定結(jié)溫、額定電流條件下，；導(dǎo)通損耗下降到常規(guī)MOSFET的1/2和1/3。 導(dǎo)通電阻的降低。 通過以上分析可以看到：阻斷電壓與導(dǎo)通電阻分別在不同的功能區(qū)域。源極區(qū)的電子通過導(dǎo)電溝道進(jìn)入被耗盡的垂直的N區(qū)中和正電荷，從而恢復(fù)被耗盡的N型特性，因此導(dǎo)電溝道形成。因此N的低摻雜、高電阻率是必需的。 當(dāng)VGS＜VTH時(shí)，由于被電場反型而產(chǎn)生的N型導(dǎo)電溝道不能形成，并且D，S間加正電壓，使MOSFET內(nèi)部PN結(jié)反偏形成耗盡層，并將垂直導(dǎo)電的N區(qū)耗盡。內(nèi)建橫向電場的高壓MOSFET的剖面結(jié)構(gòu)及高阻斷電壓低導(dǎo)通電阻的示意圖如圖5所示。這樣，是否可以將導(dǎo)電通道以高摻雜較低電阻率實(shí)現(xiàn)，而在MOSFET關(guān)斷時(shí)，設(shè)法使這個(gè)通道以某種方式夾斷，使整個(gè)器件耐壓僅取決于低摻雜的N外延層。 以上兩種辦法不能降低高壓MOSFET的導(dǎo)通電阻，所剩的思路就是如何將阻斷高電壓的低摻雜、高電阻率區(qū)域和導(dǎo)電通道的高摻雜、低電阻率分開解決。增加管芯面積雖能降低導(dǎo)通電阻，但成本的提高所付出的代價(jià)是商業(yè)品所不允許的。這就是常規(guī)高壓MOSFET結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的高導(dǎo)通電阻的根本原因。由此可以推斷耐壓800V的MOSFET的導(dǎo)通電阻將幾乎被外延層電阻占據(jù)。不同耐壓的MOSFET，其導(dǎo)通電阻中各部分電阻比例分布也不同。即便如此，高壓MOSFET在額定結(jié)溫下的導(dǎo)通電阻產(chǎn)生的導(dǎo)通壓降仍居高不下，耐壓500V以上的MOSFET的額定結(jié)溫、額定電流條件下的導(dǎo)通電壓很高，耐壓800V以上的導(dǎo)通電壓高得驚人，導(dǎo)通損耗占MOSFET總損耗的2/34/5，使應(yīng)用受到極大限制?！ ≡诠β拾雽?dǎo)體器件中，MOSFET以高速、低開關(guān)損耗、低驅(qū)動(dòng)損耗在各種功率變換，特別是高頻功率變換中起著重要作用。 瞬態(tài)情況是和線路情況密切相關(guān)的，這方面在應(yīng)用中應(yīng)給予足夠重視。此時(shí)這個(gè)寄生的雙極性晶體管就會(huì)起動(dòng)，有可能給MOSFET帶來損壞。因?yàn)橹挥性诼ON區(qū)下的橫向電阻流過足夠電流為這個(gè)N區(qū)建立正偏的條件時(shí)，寄生的雙極性晶閘管才開始發(fā)難。 功率MOSFET的設(shè)計(jì)過程中采取措施使其中的寄生晶體管盡量不起作用。PN結(jié)要求迅速導(dǎo)通時(shí)，也會(huì)有一段時(shí)間并不顯示很低的電阻。它們和我們一般理解PN結(jié)正向時(shí)導(dǎo)通反向時(shí)阻斷的簡單概念很不相同。當(dāng)反向di/dt很大時(shí)，二極管會(huì)承受一個(gè)速度非?？斓拿}沖尖刺，它有可能進(jìn)入雪崩區(qū)，一旦超越其雪崩能力就有可能將器件損壞?！ ∈紫萂OSFET結(jié)構(gòu)中所附帶的本征二極管具有一定的雪崩能力。（就像IGBT也寄生著一個(gè)晶閘管一樣）。除了器件的幾乎每一部分存在電容以外，還必須考慮MOSFET還并聯(lián)著一個(gè)二極管。這些我們可以從功率MOSFET的基本結(jié)構(gòu)來予以理解。它的dv/dt及di/dt的能力常以每納秒（而不是每微秒）的能力來估量。對di/dt來說，它還存在一個(gè)導(dǎo)通區(qū)的擴(kuò)展問題，所以也帶來相當(dāng)嚴(yán)格的限制?！ ? 在器件應(yīng)用時(shí)除了要考慮器件的電壓、電流、頻率外，還必須掌握在應(yīng)用中如何保護(hù)器件，不使器件在瞬態(tài)變化中受損害。但在開關(guān)過程中需對輸入電容充放電，仍需一定的驅(qū)動(dòng)功率。 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—100n
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