mos管工作原理及其驅(qū)動電路-在線瀏覽
2025-07-04 12:09本頁面
【正文】 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?！ ￡P(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。 MOSFET的開關(guān)速度。 場控器件靜態(tài)時幾乎不需輸入電流。開關(guān)頻率越高，所需要的驅(qū)動功率越大。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?！ 」β蔒OSFET的情況有很大的不同。但盡管如此，它也存在動態(tài)性能的限制?！ D4是功率MOSFET的結(jié)構(gòu)和其相應(yīng)的等效電路。同時從某個角度看、它還存在一個寄生晶體管。這幾個方面，是研究MOSFET動態(tài)特性很重要的因素。通常用單次雪崩能力和重復(fù)雪崩能力來表達(dá)。作為任一種PN結(jié)二極管來說，仔細(xì)研究其動態(tài)特性是相當(dāng)復(fù)雜的。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。在功率MOSFET中一旦二極管有正向注入，所注入的少數(shù)載流子也會增加作為多子器件的MOSFET的復(fù)雜性。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。然而在嚴(yán)峻的動態(tài)條件下，因dv/dt通過相應(yīng)電容引起的橫向電流有可能足夠大。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。對器件要有深入了解，才能有利于理解和分析相應(yīng)的問題。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。 不同耐壓的MOSFET的導(dǎo)通電阻分布。如耐壓30V的MOSFET，其外延層電阻僅為總導(dǎo)通電阻的29%，%。欲獲得高阻斷電壓，就必須采用高電阻率的外延層，并增厚。 降低高壓MOSFET導(dǎo)通電阻的思路。引入少數(shù)載流子導(dǎo)電雖能降低導(dǎo)通壓降，但付出的代價是開關(guān)速度的降低并出現(xiàn)拖尾電流，開關(guān)損耗增加，失去了MOSFET的高速的優(yōu)點。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?；谶@種思想，1988年INFINEON推出內(nèi)建橫向電場耐壓為600V的COOLMOS，使這一想法得以實現(xiàn)。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。這個耗盡層具有縱向高阻斷電壓，如圖5（b）所示，這時器件的耐壓取決于P與N的耐壓。 當(dāng)CGS＞VTH時，被電場反型而產(chǎn)生的N型導(dǎo)電溝道形成。由于垂直N區(qū)具有較低的電阻率，因而導(dǎo)通電阻較常規(guī)MOSFET將明顯降低。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(jìn)一步提高。INFINEON的內(nèi)建橫向電場的MOSFET，耐壓600V和800V，與常規(guī)MOSFET器件相比，相同的管芯面積，導(dǎo)通電阻分別下降到常規(guī)MOSFET的1/5， 1/10；相同的額定電流，導(dǎo)通電阻分別下降到1/2和約1/3。由于導(dǎo)通損耗的降低，發(fā)熱減少，器件相對較涼，故稱COOLMOS。相同額定電流的COOLMOS的管芯較常規(guī)MOSFET減小到1/3和1/4，使封裝減小兩個管殼規(guī)格。 開關(guān)特性的改善。關(guān)斷時間的下降也與COOLMOS內(nèi)部低柵極電阻(＜1Ω＝有關(guān)。目前，新型的MOSFET無一例外地具有抗雪崩擊穿能力。在相同額定電流下，COOLMOS的IAS與ID25℃相同。 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。COOLMOS的轉(zhuǎn)移特性如圖6所示。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。管芯熱阻降低可使管芯產(chǎn)生的熱量迅速地散發(fā)到管殼，抑制了管芯溫度的上升速度。IXYS也有使用COOLMOS技術(shù)的MOSFET。從綜合指標(biāo)看，這些MOSFET均優(yōu)
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