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电力电子器件—电力场效应晶体管(电力MOSFET).pptx

发布:2025-03-25约1.45千字共8页下载文档
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电力场效应晶体管特点种类结构特性

特点电力场效应晶体管(电力MOSFET)是用栅极电压UG来控制漏极电流ID的;它的特点有:1234驱动电路简单,需要的驱动功率小。开关速度快,工作频率高。热稳定性优于GTR。电流容量小,耐压低,多用于功率不超过10kW的电力电子装置。

种类电力MOSFET的种类?按导电沟道可分为P沟道和N沟道。?当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道的称为耗尽型。?对于N(P)沟道器件,栅极电压大于(小于)零时才存在导电沟道的称为增强型。?在电力MOSFET中,主要是N沟道增强型。

结构电力MOSFET是单极型晶体管。?目前电力MOSFET大都采用了垂直导电结构,所以又称为VMOSFET(VerticalMOSFET),这大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。?按垂直导电结构的差异,分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET(VerticalV-grooveMOSFET)和具有垂直导电双扩散MOS结构的DMOSFET(VerticalDouble-diffusedMOSFET)。?电力MOSFET也是多元集成结构。图2-10电力MOSFET的结构和电气图形符号内部结构断面示意图b)电气图形符号

基本特性静态特性图2-21电力MOSFET的转移特性和输出特性a)转移特性1、转移特性1)指漏极电流ID和栅源间电压UGS的关系,反映了输入电压和输出电流的关系。2)UT称为开启电压(或阈值电压),输入电压UGS小于UT时,输出电流ID为0,UGS超过UT越多,导电能力越强,漏极电流ID越大。3)是电压控制型器件,其输入阻抗极高,输入电流非常小。

基本特性静态特性图2-21电力MOSFET的转移特性和输出特性b)输出特性1、输出特性1)是MOSFET的漏极伏安特性。2)截止区(对应于GTR的截止区)、饱和区(对应于GTR的放大区)、非饱和区(对应于GTR的饱和区)三个区域,饱和是指漏源电压增加时漏极电流不再增加,非饱和是指漏源电压增加时漏极电流相应增加。3)工作在开关状态,即在截止区和非饱和区之间来回转换。

基本特性动态特性图2-22电力MOSFET的开关过程a)测试电路b)开关过程波形1、开通过程开通延迟时间td(on)电流上升时间tr电压下降时间tfv开通时间ton=td(on)+tr+tfv2、关断过程关断延迟时间td(off)电压上升时间trv电流下降时间tfi关断时间toff=td(off)+trv+tfi3、MOSFET的开关速度和其输入电容的充放电有很大关系,可以降低栅极驱动电路的内阻Rs,从而减小栅极回路的充放电时间常数,加快开关速度。

基本特性动态特性图2-22电力MOSFET的开关过程a)测试电路b)开关过程波形4、不存在少子储存效应,因而其关断过程是非常迅速的。5、开关时间在10~100ns之间,其工作频率可达100kHz以上,是主要电力电子器件中最高的。6、在开关过程中需要对输入电容充放电,仍需要一定的驱动功率,开关频率越高,所需要的驱动功率越大。

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