功率MOSFET結(jié)構(gòu)及參數(shù)解讀！

在這篇文章中，小編將對(duì)功率MOSFET" target="_blank">MOSFET的相關(guān)內(nèi)容和情況加以介紹以幫助大家增進(jìn)對(duì)它的了解程度，和小編一起來閱讀以下內(nèi)容吧。

一、功率MOSFET結(jié)構(gòu)

功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管也分為結(jié)型和絕緣柵型，但通常主要指絕緣柵型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET），簡(jiǎn)稱功率MOSFET（Power MOSFET）。結(jié)型功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管一般稱作靜電感應(yīng)晶體管（Static Induction Transistor——SIT）。其特點(diǎn)是用柵極電壓來控制漏極電流，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，需要的驅(qū)動(dòng)功率小，開關(guān)速度快，工作頻率高，熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR，但其電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。

功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的種類：按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道。按柵極電壓幅值可分為；耗盡型；當(dāng)柵極電壓為零時(shí)漏源極之間就存在導(dǎo)電溝道，增強(qiáng)型；對(duì)于N（P）溝道器件，柵極電壓大于（小于）零時(shí)才存在導(dǎo)電溝道，功率MOSFET主要是N溝道增強(qiáng)型。功率MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管從驅(qū)動(dòng)模式上看，屬于電壓型驅(qū)動(dòng)控制元件，驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，所需驅(qū)動(dòng)功率很小。采用功率MOSFET場(chǎng)效應(yīng)作為開關(guān)電源中的功率開關(guān)，在啟動(dòng)或穩(wěn)態(tài)工作條件下，功率MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管的峰值電流要比采用雙極型功率晶體管小得多。

圖1為APT N型溝道功率MOSFET剖面圖(本文只討論N型溝道MOSFET)。在柵極和源極間加正壓，將從襯底抽取電子到柵極。如果柵源電壓等于或者高于閾值電壓，柵極下溝道區(qū)域?qū)⒎e累足夠多的電子從而產(chǎn)生N型反型層；在襯底形成導(dǎo)電溝道(MOSFET被增強(qiáng))。電子在溝道內(nèi)沿任意方向流動(dòng)。電子從源極流向漏極時(shí)，產(chǎn)生正向漏極電流。溝道關(guān)斷時(shí)，正向漏極電流被阻斷，襯底與漏極之間的反偏PN結(jié)維持漏源之間的電勢(shì)差。對(duì)于N型MOSFET，正向?qū)〞r(shí)，只有電子流，沒有少子。開關(guān)速度僅受限于MOSFET內(nèi)寄生電容的充電和放電速率。因此，開關(guān)速率可以很快，開關(guān)損耗很低。開關(guān)頻率很高時(shí)，這讓功率MOSFET具有很高的效率。

圖1：N型溝道MOSFET剖面圖。

二、功率MOSFET開態(tài)電阻解讀

開態(tài)電阻RDS(on)主要受溝道、JFET(積累層)、漂移區(qū)和寄生效應(yīng)(多層金屬，鍵和線和封裝)等因素的影響電壓超過150V時(shí)，RDS(on)主要取決于漂移區(qū)電阻。

圖2：RDS(on)與電流的關(guān)系。

高壓MOSFET中RDS(on) 與電流的相關(guān)較弱。電流增大一倍RDS(on)僅提高了6%，見圖2。

圖3：RDS(on)與溫度的關(guān)系。

相反，溫度對(duì)RDS(on)的影響很大。如圖3，溫度從25℃升高到125℃，開態(tài)電阻提高近一倍。圖3中曲線的斜率反映了RDS(on)的溫度系數(shù)，由于載流子僅為多子，該溫度系數(shù)永遠(yuǎn)為正。隨著溫度的升高，正溫度系數(shù)將使導(dǎo)通損耗按照I2R增大。

功率MOSFET并聯(lián)時(shí)，正的RDS(on)溫度系數(shù)可以保證熱穩(wěn)定性，這是其很好的特性。然而，不能保證各分路的電流均勻。這一點(diǎn)容易被誤解。MOSFET易于并聯(lián)正是因?yàn)槠鋮?shù)的分布狹窄，特別是RDS(on)。并且與正溫度系數(shù)相結(jié)合，可避免電流獨(dú)占。

如圖4，對(duì)于任何給定的芯片尺寸，隨著額定電壓的增大，RDS(on)也會(huì)隨之增大。

圖4：歸一化后的RDS(on)與V(BR)DSS的關(guān)系。

對(duì)于功率MOS V型和功率MOS 7型MOSFET器件，通過對(duì)額定RDS(on)與V(BR)DSS的關(guān)系曲線進(jìn)行擬和，可發(fā)現(xiàn)RDS(on)增量與V(BR)DSS的平方成正比。這種非線性關(guān)系顯示了降低晶體管導(dǎo)通損耗的可能。

以上便是小編此次帶來的有關(guān)功率MOSFET的全部?jī)?nèi)容，十分感謝大家的耐心閱讀，想要了解更多相關(guān)內(nèi)容，或者更多精彩內(nèi)容，請(qǐng)一定關(guān)注我們網(wǎng)站哦。