【正文】 RR+r//R CCRCE：：：?CS： Rd CD： R//(1/gm) CG： Rd be L v L be L v be L v r R A : CB R ) 1 ( r R ) 1 ( A : CC r R A : CE ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? L m v L m L m v L m v R g A : CG R g 1 R g A : CD R g A : CS ? ? ? ? ? v A 近年來，金屬氧化物絕緣柵場效應(yīng)管的制造工藝飛速發(fā)展，使之漏源極耐壓(VDS)達 kV以上，漏源極電流 (IDS)達 50A已不足為奇，因而被廣泛用于高頻功率放大和開關(guān)電路中。對于場效應(yīng)管，在柵極沒有電壓時，有前面的分析可知，在源極與漏極之間不會有電流流過，此時場效應(yīng)管處于截止狀態(tài)。我們也可以想象為兩個 N型半導(dǎo)體之間為一條溝，柵極電壓的建立相當于為他們之間搭了一座橋梁，該橋梁的大小由柵壓決定 R 90 6S G 6 8 4 1I C 90 1SG 68 4 1134725 68C 91 222 00 PF / 25 0VC 90 70. 1 u F / 08 0 5R 91 6D 90 1F R 10 7C 93 047 0P F / 08 05Q9032S K 29 96123R 90 7D 90 41N 4 14 8R 90 5N C 1 20 6+C 90 622 uF / 50 V+ C 90 410 0u F / 40 0VR 90 3C 90 515 00 P/ 1K VR 90 8OOOT1193567810C 91 010 3/ 08 05R 91 4R 91 7+C 93 110 uF / 50 VF B9 01BE ADR 91 5D 90 2PS 10 2RR 93 2R 91 3R 90 4N C 1 20 6下圖為 inverter部分 MOSFET的應(yīng)用，電路將一個增強型 P溝道 MOS場效管和一個增強型 N溝道 MOS場效應(yīng)管組合在一起使用。當輸入端為高電平時， N溝道MOS場效應(yīng)管導(dǎo)通，輸出端與電源地接通。通過這種工作方式我們可以獲得較大的電流輸出。不同場效應(yīng)管關(guān)斷電壓略有不同。這種低電壓、大電流、頻率為 50Hz的交變信號通過變壓器的低壓繞組時，會在變壓器的高壓側(cè)感應(yīng)出高壓交流電壓，完成直流到交流的轉(zhuǎn)換。工作時外加在漏源之間的電壓不得超過此值 。如圖 1所示，BVDSS由此典型回路測算 ，源極和柵極短路 ，漏源間反向偏置。高壓 MOSFET的某些應(yīng)用中， BVDSS某段周期后會有所降低 。 另一種常用的避免此問題的措施是加工作電壓低于 BVDSS的穩(wěn)壓二極管。 ID25176。 C時正常工作的最大電流 ID由以下參數(shù)影響 RDS（ 0n)開啟狀態(tài)的阻抗、 Pd 封裝的 最大功耗、 Die size、 Maximum junction temperature 以 SFP50N06（ 60V、 50A）為例 150 TC IDRMS (max) = { ———————— }1/2 Rthjc * RDS(on) Rthjc=、 Tc＝ case temperature、 150 ℃ ＝最大結(jié)溫 RDS(on)= Tj 150 ℃ 的穩(wěn)定漏源阻抗 (ON): DrainSource OnState Resistance。 D. 最大漏極沖擊電流 IDM Pulsed Drain Current ： 此參數(shù)為 MOSFET在脈寬為 250us的非連續(xù)沖擊下能正常工作的最大沖擊電流。 IDM隨本體溫度變化而變化，由轉(zhuǎn)移特性曲線和 VDSID特性曲線決定，并受以下參數(shù)影響 RDS（ 0n)、 Pd （ max）、連接線的直徑、 Die size、 Maximum junction temperature。 還需注意的是 VGS(th) : Gate Threshold Voltage ,柵極與 源 極導(dǎo)通時門檻電壓 . 就拿電路中應(yīng)用在開關(guān)回路的 Q901上，必須保證閾值電壓，避免 MOSFET多次振蕩，引起輸出電壓不穩(wěn)定。在 MOSFET關(guān)斷時，閉合電壓 VDS的斜率急速上升。 VDS的斜率上升到擊穿電平并且能量從電感瀉放到 MOSFET的附加二極管，這種導(dǎo)致 MOSFET失效的能量叫做 Eas(mJ)信號脈沖雪崩能量，雪崩電流的值隨脈沖寬度的變化而變化，由器件的熱阻及最大結(jié)溫限制 H . IAR(A) / EAR (mJ) : Avalanche current / Repetitive Avalanche Energy 雪崩電流 /反復(fù)雪崩能量，此參數(shù)同樣是 MOSFET用于感性負載。因此定義 dv/dt如同保持電容的參數(shù)來描述關(guān)斷時電壓斜率的 急速上升對元器件的影響，實際應(yīng)用中有兩個類型的 dv/ 瞬間的 dv/dv,另一種是在類似半橋，全橋拓撲構(gòu)架中二極管的恢復(fù) db/dt. 參考圖三和圖四，以及所附波形圖更利于理解 dv/dt。柵源之間電流的變化引起的電壓變化由等式 2表示。 另一種 Turnoff dv/dt 發(fā)生在 MOSFET內(nèi)部的雙極型三極管的等效結(jié)構(gòu)被 I2導(dǎo)通時，如圖三、圖四所示，當 MOSFET turnoff 漏源之間作用于寄生二極管的反向偏壓導(dǎo)致 PN結(jié)耗散，此耗散電容稱為 CDS，寄生元件用 CDS、 RB、 BJT的結(jié)構(gòu)表示。發(fā)射結(jié)正偏，雙極型三極管將導(dǎo)通。 K. 二極管恢復(fù) dv/dt 此參數(shù)定義為 VDS的過高斜率導(dǎo)致寄生二極管反向恢復(fù)失效的 dv/dt 這種失效模式通常在全橋或半橋開關(guān)驅(qū)動感性負載的情況下發(fā)生，描述 如下，在圖五所示的半橋回路，下邊的 MOSFET導(dǎo)通時電流流過，而當 下邊的 MOSFET截止時，電流從上邊的 MOSFET的寄生二極管流過。同時，反向恢復(fù)電流與 VDS產(chǎn)生的功耗也會 引起器件損壞。為了使 dv/dt降低，可采用緩沖偏置電感來避免器件損壞。 Rthjc:PN結(jié)到本體的熱阻。此參數(shù)影響到 POWER MOSFET的散熱狀況，決定了 MOSFET的最大功耗以及 ID。 Thermal resistance(熱阻 )值越低，散熱性能越好 Rthjc : Thermal resistance from junction to case，這是理想狀態(tài)下的熱阻，假設(shè)本體溫度為 25 ℃ ，采用無限大的散熱片。當器件工作在 25 ℃ 的時候，結(jié)溫由以下公式得出 Rthca : Thermal resistance from case to air ( ambient )此參數(shù)提供一個在實際散熱片條件下計算 case溫度的方式 為了計算 case 溫度，必須提供功耗，以及 MOSFET到散熱片的熱阻、散熱片到環(huán)境的熱阻。 Capacitance of MOSFET Cgs Cds Vds Ciss = Cgd + Cgs Coss = Cgd + Cds Crss = Cgd Ciss : Input Capacitance 。輸出電容 . Crss : Reverse Transfer Capacitance 。 MOSFET Body Diode 的 順向電壓降 . t rr : Diode Reverse Recovery Time。 MOSFET Body Diode 的 逆向恢復(fù)充電電荷量 . 儲存溫度 (Storage Temperature ) ,即元件 儲存時能承受之最高溫度 . Tstg: Is : Maximum Continuous DrainSource Forward Current 。MOSFET Body Diode 的 承受的最大沖擊電流 . GATE VOLTAGE VDS VOLTAGE t r t f t d(on) t d(off) Qg : Total Gate Charge 。 柵極與源極間之充電電荷 量 . Qgd : GateDrain Charge 。導(dǎo)通延時時間 . t d(off) : TurnOff Delay Time 。 上升時間 . t f : Fall Time