power mosfet結構電氣符號,電力場效應管-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-11-30
電力場效應晶體管，是一種單極型的電壓控制器件，電力場效應管分為結型和絕緣柵型，通常主要指絕緣柵型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET），簡稱電力MOSFET（Power MOSFET），結型電力場效應晶體管一般稱作靜電感應晶體管（Static Induction Transistor——SIT）。
電力場效應管（power mosfet）有自關斷能力,而且有驅動功率小,開關速度高、無二次擊穿、安全工作區寬等特點。由于其易于驅動和開關頻率可高達500kHz，特別適于高頻化電力電子裝置，如應用于DC/DC變換、開關電源、便攜式電子設備、航空航天以及汽車等電子電器設備中。但因為其電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置 。
電力場效應晶體管種類和結構有許多種，按導電溝道可分為P溝道和N溝道，同時又有耗盡型和增強型之分。在電力電子裝置中，主要應用N溝道增強型。
電力場效應晶體管導電機理與小功率絕緣柵MOS管相同，但結構有很大區別。小功率絕緣柵MOS管是擴散形成的器件，導電溝道平行于芯片表面，橫向導電。電力場效應晶體管大多采用垂直導電結構，提高了器件的耐電壓和耐電流的能力。按垂直導電結構的不同，又可分為2種：V形槽VVMOSFET和雙擴散VDMOSFET。
電力場效應晶體管采用多單元集成結構，一個器件由成千上萬個小的MOSFET組成。N溝道增強型雙擴散電力場效應晶體管一個單元的部面圖，如圖1(a)所示。電氣符號，如圖1(b)所示。
電力場效應晶體管有3個端子：漏極D、源極S和柵極G。當漏極接電源正，源極接電源負時，柵極和源極之間電壓為0，溝道不導電，管子處于截止。如果在柵極和源極之間加一正向電壓UGS，并且使UGS大于或等于管子的開啟電壓UT，則管子開通，在漏、源極間流過電流ID。UGS超過UT越大，導電能力越強，漏極電流越大。
靜態特性
（1）漏極電流ID和柵源間電壓
漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關系稱為MOSFET的轉移特性。
ID較大時，ID與UGS的關系近似線性，曲線的斜率定義為跨導Gfs。
（2）MOSFET的漏極伏安特性（即輸出特性）：
截止區（對應于GTR的截止區）
飽和區（對應于GTR的放大區）
非飽和區（對應GTR的飽和區）
工作在開關狀態，即在截止區和非飽和區之間來回轉換。
漏源極之間有寄生二極管，漏源極間加反向電壓時導通。
通態電阻具有正溫度系數，對器件并聯時的均流有利。
（3）動態特性
開通過程
開通延遲時間td(on)
上升時間tr
開通時間ton——開通延遲時間與上升時間之和
關斷過程
關斷延遲時間td(off)
下降時間tf
關斷時間toff——關斷延遲時間和下降時間之和
MOSFET的開關速度
MOSFET的開關速度和Cin充放電有很大關系。
可降低驅動電路內阻Rs減小時間常數，加快開關速度。
不存在少子儲存效應，關斷過程非常迅速。
開關時間在10~100ns之間，工作頻率可達100kHz以上，是主要電力電子器件中最高的。
場控器件，靜態時幾乎不需輸入電流。但在開關過程中需對輸入電容充放電，仍需一定的驅動功率。
開關頻率越高，所需要的驅動功率越大。
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