原创元器件第031篇功率MOSFET 简介

 2024-5-5 13:30  416 3 3 分类: 模拟文集: 元器件

功率MOSFET也叫功率MOS，我理解是这样一种MOSFET器件——为开关方式工作而设计，以导通和切断大的漏极电流为特征。开关方式的意思是其工作点在线性区（开）和截止区（关）之间转移，转移期间快速掠过饱和区。至于电流多大算大，并没有明确规定。我的做法是根据封装尺寸来估计。比如 SOT-23 封装如果处理100mA以上的电流，就算大电流。

功率MOSFET有两个重要的外特性：

第一，它类似一个机械开关或者机械继电器。它导通时的电阻可以低于1个毫欧，截止时的漏电流又可以低于100nA。因为功率MOSFET完全由半导体材料制造，内部没有继电器和开关那样的导电臂、触点、弹簧和保持线圈，所以功率MOSFET也被称为固态（Solid State）开关和固态继电器。

第二，和机械开关、机械继电器相比，功率MOSFET工作速度快。功率MOSFET的芯片/晶胞有特殊设计的结构：和普通MOSFET相比，其放大区较窄，这样允许其工作点在截止区和线性区之间更快地度越，所以其动作速度/频率远超机械元件。

基于这两个特点，功率MOSFET在三个领域有广泛应用：

1. 开关电源（SMPS, Switching Mode Power Supply）。

2. 电动机驱动（Torque Motor Driving）。交替地、重复地切断和接通电感线圈的电流，利用电能和磁能的相互转换，通过特殊设计的电动机结构，把电能转换为机械运动的动能，或者反过来把动能转化为电能。这个方面据说支配了人类总发电量的40~60%。

3. 继电保护。除了前面提到的固态继电器，还出现了固态保险丝（eFuse）器件。

针对不同的用途，功率MOSFET也发展出不同的内部结构来不断适应。在低压应用中（20~200V），SGT（Seperated Gate Trench，分离栅沟槽型）结构是主力；高压应用中（500~1200V），SuperJunction（超级结）结构优势突出。

根据衬底材料不同，功率MOSFET可以分为2类——硅基，碳化硅（Silicon Carbide），分别称为功率MOS和碳化硅MOS。

作者：电子知识打边炉，来源：面包板社区

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