mos管工作原理和驅動電路-文庫吧資料
2025-05-23 12:09本頁面
【正文】 短路時管芯發(fā)熱。從圖6可以看到，當VGS＞8V時，COOLMOS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，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的開關時間約為常規(guī)MOSFET的1/2；開關損耗降低約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。在額定結溫、額定電流條件下，；導通損耗下降到常規(guī)MOSFET的1/2和1/3。 導通電阻的降低。 通過以上分析可以看到：阻斷電壓與導通電阻分別在不同的功能區(qū)域。源極區(qū)的電子通過導電溝道進入被耗盡的垂直的N區(qū)中和正電荷，從而恢復被耗盡的N型特性，因此導電溝道形成。因此N的低摻雜、高電阻率是必需的。 當VGS＜VTH時，由于被電場反型而產(chǎn)生的N型導電溝道不能形成，并且D，S間加正電壓，使MOSFET內(nèi)部PN結反偏形成耗盡層，并將垂直導電的N區(qū)耗盡。內(nèi)建橫向電場的高壓MOSFET的剖面結構及高阻斷電壓低導通電阻的示意圖如圖5所示。這樣，是否可以將導電通道以高摻雜較低電阻率實現(xiàn)，而在MOSFET關斷時，設法使這個通道以某種方式夾斷，使整個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通電阻，但成本的提高所付出的代價是商業(yè)品所不允許的。這就是常規(guī)高壓MOSFET結構所導致的高導通電阻的根本原因。由此可以推斷耐壓800V的MOSFET的導通電阻將幾乎被外延層電阻占據(jù)。不同耐壓的MOSFET，其導通電阻中各部分電阻比例分布也不同。即便如此，高壓MOSFET在額定結溫下的導通電阻產(chǎn)生的導通壓降仍居高不下，耐壓500V以上的MOSFET的額定結溫、額定電流條件下的導通電壓很高，耐壓800V以上的導通電壓高得驚人，導通損耗占MOSFET總損耗的2/34/5，使應用受到極大限制。 在功率半導體器件中，MOSFET以高速、低開關損耗、低驅動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的，這方面在應用中應給予足夠重視。此時這個寄生的雙極性晶體管就會起動，有可能給MOSFET帶來損壞。因為只有在漏極N區(qū)下的橫向電阻流過足夠電流為這個N區(qū)建立正偏的條件時，寄生的雙極性晶閘管才開始發(fā)難。 功率MOSFET的設計過程中采取措施使其中的寄生晶體管盡量不起作用。PN結要求迅速導通時，也會有一段時間并不顯示很低的電阻。它們和我們一般理解PN結正向時導通反向時阻斷的簡單概念很不相同。當反向di/dt很大時，二極管會承受一個速度非?？斓拿}沖尖刺，它有可能進入雪崩區(qū)，一旦超越其雪崩能力就有可能將器件損壞。 首先MOSFET結構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)著一個二極管。這些我們可以從功率MOSFET的基本結構來予以理解。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，它還存在一個導通區(qū)的擴展問題，所以也帶來相當嚴格的限制?！ ? 在器件應用時除了要考慮器件的電壓、電流、頻率外，還必須掌握在應用中如何保護器件，不使器件在瞬態(tài)變化中受損害。但在開關過程中需對輸入電容充放電，仍需一定的驅動功率?！ OSFET的開關速度和Cin充放電有很大關系，使用者無法降低Cin，但可降低驅動電路內(nèi)阻Rs減小時間常數(shù)，加快開關速度，MOSFET只靠多子導電，不存在少子儲存效應，因而關斷過程非常迅速，開關時間在10—100ns之間，工作頻率可達100kHz以上，是主要電力電子器件
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