MOSFET入门指南:从结构到工作原理一探究竟
衡丽科技 2024-05-30

功率场效应管(Power MOSFET)也叫电力场效应晶体管,是一种单极型的电压控制器件,不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点。由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz,特别适于高频化电力电子装置,如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。但因为其电流、热容量小,耐压低,一般只适用于小功率电力电子装置。

电力场效应管的结构和工作原理

电力场效应晶体管种类和结构有许多种,按导电沟道可分为P沟道和N沟道,同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中,主要应用N沟道增强型。

电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同,但结构有很大区别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件,导电沟道平行于芯片表面,横向导电。电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构,提高了器件的耐电压和耐电流的能力。按垂直导电结构的不同,又可分为2种:V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。

电力场效应晶体管采用多单元集成结构,一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图,如图1(a)所示。电气符号,如图1(b)所示。

电力场效应晶体管有3个端子:漏极D、源极S和栅极G。当漏极接电源正,源极接电源负时,栅极和源极之间电压为0,沟道不导电,管子处于截止。如果在栅极和源极之间加一正向电压UGS,并且使UGS大于或等于管子的开启电压UT,则管子开通,在漏、源极间流过电流ID。UGS超过UT越大,导电能力越强,漏极电流越大。



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