MOSFET-superrigardo

Potenco MOSFET estas ankaŭ dividita en krucvojo tipo kaj izolita pordego tipo, sed kutime ĉefe rilatas al la izolita pordego tipo MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), referita kiel potenco MOSFET (Potenca MOSFET). Krucvojo tipo potenca kampa efiko transistoro estas ĝenerale nomita elektrostatika indukta transistoro (Static Induction Transistor - SIT). Ĝi estas karakterizita per la pordega tensio por kontroli la drenan kurenton, veturcirkvito estas simpla, postulas malmulte da veturpotenco, rapida ŝanĝrapido, alta operacia frekvenco, termika stabileco estas pli bona ol laGTR, sed ĝia nuna kapablo estas malgranda, malalta tensio, ĝenerale nur validas por potenco ne pli ol 10kW de potencaj elektronikaj aparatoj.

1. Potenca MOSFET-strukturo kaj funkcia principo

Potencaj MOSFET-tipoj: laŭ la kondukta kanalo povas esti dividita en P-kanalon kaj N-kanalon. Laŭ la pordega tensio amplitudo povas esti dividita en; malpleniga tipo; kiam la pordego tensio estas nulo kiam la drenilo-fonto poluso inter la ekzisto de kondukanta kanalo, plibonigita; por N (P) kanala aparato, la pordega tensio estas pli granda ol (malpli ol) nulo antaŭ la ekzisto de kondukanta kanalo, la potenco MOSFET estas ĉefe N-kanalo plibonigita.

1.1 PotencoMOSFETstrukturo　　

Potenca MOSFET interna strukturo kaj elektraj simboloj; ĝia kondukado nur unu polusaj portantoj (polis) implikitaj en la konduktiva, estas unupolusa transistoro. Kondukta mekanismo estas la sama kiel la malalta potenco MOSFET, sed la strukturo havas grandan diferencon, la malalta potenco MOSFET estas horizontala kondukta aparato, la potenco MOSFET plejparto de la vertikala kondukta strukturo, ankaŭ konata kiel la VMOSFET (Vertikala MOSFET) , kiu multe plibonigas la MOSFET-aparatan tension kaj kurentrezistan kapablon.

Laŭ la diferencoj en la vertikala konduktiva strukturo, sed ankaŭ dividita en la uzo de V-forma sulko por atingi vertikalan konduktivecon de la VVMOSFET kaj havas vertikalan konduktivan duoble disvastigitan MOSFET-strukturon de la VDMOSFET (Vertikala Duoble-disvastigita).MOSFET), ĉi tiu artikolo estas ĉefe diskutita kiel ekzemplo de VDMOS-aparatoj.

Potencaj MOSFEToj por multobla integra strukturo, kiel Internacia Rektifilo (Internacia Rektifilo) HEXFET uzanta sesangulan unuon; Siemens (Siemens) SIPMOSFET uzanta kvadratan unuon; Motorola (Motorola) TMOS uzante rektangulan unuon per la "Stifto-" forma aranĝo.

1.2 Potenca MOSFET-principo de operacio

Detranĉo: inter la dren-fontaj poloj plus pozitiva elektroprovizo, la pordeg-fontaj polusoj inter la tensio estas nul. p bazregiono kaj N drivregiono formiĝis inter la PN-krucvojo J1 inversa biaso, neniu fluo fluo inter la drenilo-fonto polusoj.

Kondukto: Kun pozitiva tensio UGS aplikita inter la pordeg-fontaj terminaloj, la pordego estas izolita, do neniu pordega fluo fluas. Tamen, la pozitiva tensio de la pordego forpuŝos la truojn en la P-regiono sub ĝi, kaj altiros la oligon-elektronojn en la P-regiono al la surfaco de la P-regiono sub la pordego kiam la UGS estas pli granda ol la UT (ŝaltita tensio aŭ sojla tensio), la koncentriĝo de elektronoj sur la surfaco de la P-regiono sub la pordego estos pli ol la koncentriĝo de truoj, tiel ke la P-tipa duonkonduktaĵo inversa en N-tipon kaj fariĝi inversa tavolo, kaj la inversa tavolo formas N-kanalon kaj igas la PN-krucvojo J1 malaperas, drenilo kaj fontokondukta.

1.3 Bazaj Karakterizaĵoj de Potencaj MOSFEToj

1.3.1 Statikaj Karakterizaĵoj.

La rilato inter la drenila fluo ID kaj la tensio UGS inter la pordegfonto estas nomita la transiga karakterizaĵo de la MOSFET, ID estas pli granda, la rilato inter ID kaj UGS estas proksimume linia, kaj la deklivo de la kurbo estas difinita kiel la transkondukta Gfs. .

La drenaj volt-amperaj karakterizaĵoj (produktaĵkarakterizaĵoj) de la MOSFET: detranĉa regiono (korespondanta al la detranĉa regiono de la GTR); saturiĝa regiono (korespondanta al la plifortiga regiono de la GTR); ne-saturiĝa regiono (korespondanta al la saturiĝa regiono de la GTR). La potenco MOSFET funkcias en la ŝanĝa stato, te, ĝi ŝanĝas tien kaj reen inter la detranĉa regiono kaj la ne-saturiĝa regiono. La potenco MOSFET havas parazitan diodon inter la drenil-fontaj terminaloj, kaj la aparato kondukas kiam inversa tensio estas aplikita inter la drenil-fontaj terminaloj. La sur-ŝtata rezisto de la potenca MOSFET havas pozitivan temperaturkoeficienton, kiu estas favora por egaligi la fluon kiam la aparatoj estas konektitaj paralele.

1.3.2 Dinamika Karakterizado;

ĝia testcirkvito kaj ŝanĝprocezaj ondformoj.

La procezo de enŝalto; turn-on delay time td(on) - la tempoperiodo inter la momento de antaŭen kaj la momento kiam uGS = UT kaj iD komencas aperi; rise time tr- la tempoperiodo kiam uGS altiĝas de uT ĝis la pordegtensio UGSP ĉe kiu la MOSFET eniras la ne-saturitan regionon; la stabilŝtata valoro de iD estas determinita per la drenilproviztensio, UE, kaj la drenilo La grando de UGSP rilatas al la stabilŝtata valoro de iD. Post kiam UGS atingas UGSP, ĝi daŭre altiĝas sub la ago de supren ĝis ĝi atingas stabilan staton, sed iD estas senŝanĝa. Tempo de enŝalto tuno-Sumo de tempo de enŝalto kaj pliiĝo.

Malprokrasta tempo td(off) -La tempoperiodo kiam iD komencas malpliiĝi al nulo de la tempo supren falas al nulo, Cin estas eligita tra Rs kaj RG, kaj uGS falas al UGSP laŭ eksponenta kurbo.

Falanta tempo tf- La tempoperiodo de kiam uGS daŭre falas de UGSP kaj iD malpliiĝas ĝis la kanalo malaperas ĉe uGS < UT kaj ID falas al nulo. Malŝalta tempo toff- La sumo de la malŝalta prokrastotempo kaj la aŭtuntempo.

1.3.3 MOSFET-ŝanĝrapideco.

MOSFET-ŝanĝrapideco kaj Cin-ŝarĝado kaj malŝarĝo havas bonegan rilaton, la uzanto ne povas redukti Cin, sed povas redukti la veturantan cirkviton internan reziston Rs por redukti la tempokonstanton, por akceli la ŝanĝrapidon, MOSFET nur dependas de la politrona kondukteco, ne ekzistas oligotrona stokado-efiko, kaj tiel la malŝalta procezo estas tre rapida, la ŝanĝa tempo de 10-100ns, la operacia frekvenco povas esti ĝis 100kHz. aŭ pli, estas la plej alta el la ĉefaj elektronikaj aparatoj.

Kamp-kontrolitaj aparatoj postulas preskaŭ neniun enirfluon en ripozo. Tamen, dum la ŝanĝprocezo, la eniga kondensilo devas esti ŝargita kaj malŝarĝita, kio ankoraŭ postulas certan kvanton da veturpovo. Ju pli alta estas la ŝanĝfrekvenco, des pli granda estas la veturpotenco bezonata.

1.4 Dinamika agado-plibonigo

Krom la aparato apliko konsideri la aparato tensio, fluo, ofteco, sed ankaŭ devas majstri en la apliko de kiel protekti la aparato, ne fari la aparato en la pasemaj ŝanĝoj en la damaĝo. Kompreneble la tiristoro estas kombinaĵo de du dupolusaj transistoroj, kunligitaj kun granda kapacitanco pro la granda areo, do ĝia dv/dt-kapablo estas pli vundebla. Por di/dt ĝi ankaŭ havas plilongigitan kondukregionan problemon, do ĝi ankaŭ trudas sufiĉe severajn limigojn.

La kazo de la potenco MOSFET estas sufiĉe malsama. Ĝia dv/dt kaj di/dt-kapablo ofte estas taksita laŭ kapablo je nanosekundo (prefere ol je mikrosekundo). Sed malgraŭ tio, ĝi havas dinamikajn rendimentajn limigojn. Tiuj povas esti komprenitaj laŭ la baza strukturo de potenco MOSFET.

La strukturo de potenco MOSFET kaj ĝia ekvivalenta ekvivalenta cirkvito. Aldone al la kapacitanco en preskaŭ ĉiu parto de la aparato, oni devas konsideri, ke la MOSFET havas diodon ligitan paralele. De certa vidpunkto, ekzistas ankaŭ parazita transistoro. (Same kiel IGBT ankaŭ havas parazitan tiristoron). Tiuj estas gravaj faktoroj en la studo de la dinamika konduto de MOSFEToj.

Antaŭ ĉio la interna diodo alkroĉita al la MOSFET-strukturo havas iun lavangokapablecon. Tio estas kutime esprimita laŭ ununura lavangkapablo kaj ripetema lavangokapablo. Kiam la inversa di/dt estas granda, la diodo estas submetita tre rapida pulspiko, kiu havas la potencialon eniri la lavangoregionon kaj eble difekti la aparaton post kiam ĝia lavangokapableco estas superita. Kiel kun iu PN-krucvojo-diodo, ekzamenado de ĝiaj dinamikaj karakterizaĵoj estas sufiĉe kompleksa. Ili estas tre malsamaj de la simpla koncepto de PN-krucvojo kondukanta en la antaŭa direkto kaj blokanta en la inversa direkto. Kiam la fluo falas rapide, la diodo perdas sian inversan blokadkapablecon por tempodaŭro konata kiel la inversa normaligtempo. ekzistas ankaŭ tempodaŭro kiam la PN-krucvojo estas postulata por konduki rapide kaj ne montras tre malaltan reziston. Post kiam ekzistas antaŭa injekto en la diodon en potenca MOSFET, la minoritataviad-kompanioj injektitaj ankaŭ aldonas al la komplekseco de la MOSFET kiel multitrona aparato.

Pasemaj kondiĉoj estas proksime rilataj al liniokondiĉoj, kaj ĉi tiu aspekto devus ricevi sufiĉan atenton en la apliko. Gravas havi profundan konon de la aparato por faciligi la komprenon kaj analizon de la respondaj problemoj.