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功率半导体器件。 功率MOSFET晶体管。 无线电电子电气工程百科全书
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MOSFET 是英文短语Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor（金属氧化物半导体场效应晶体管）的缩写。
此类晶体管的不同之处首先在于具有显着输出（数百瓦）的最小控制功率。 还需要注意的是，开路状态下的电阻值极低（输出电流为数十安培时为十分之一欧姆），因此，晶体管以热量形式释放的功率最小。
这种类型晶体管的名称如图 7.1 所示。 XNUMX. 此外，为了减少外部元件的数量，可以在晶体管中内置一个强大的高频缓冲二极管。
米。 7.1. MOSFET 晶体管的名称（G - 栅极、D - 漏极、S - 源极）： a - N 沟道晶体管的名称； b - P 沟道晶体管的名称
MOSFET晶体管相对于双极晶体管的优势
不可否认的 好处 双极型之前的MOSFET晶体管可归因于以下几点：
- 最小的控制功率和高电流增益保证了控制电路的简单性（甚至有一种逻辑电平驱动的MOSFET）；
- 高开关速度（同时，关断延迟极小，提供大范围的安全操作）；
- 晶体管简单并联以增加输出功率的可能性；
- 晶体管对大电压脉冲 (dv/dt) 的耐受性。
应用和制造商
这些器件广泛应用于大功率负载控制装置、开关电源等。 在后一种情况下，它们的范围在一定程度上受到最大漏源电压（高达 1000 V）的限制。
N 沟道 MOSFET™ 是最常用的开关电源电路。 控制电压，或者说在栅极和源极之间施加的用于导通 MOSFET 的电压，必须超过 4V 的 UT 阈值，实际上需要 10-12V 才能可靠地导通 MOSFET。 将控制电压降低至下限阈值 UT 将关闭 MOSFET。
功率MOSFET释放 各种制造商:
- HEXFET（国家）；
- VMOS（飞利浦）；
- SIPMOS（西门子公司）。
MOSFET内部结构
图上。 7.2 显示相似度 内部结构 HEXFET、VMOS 和 SIPMOS。 它们具有垂直四层结构，其中 P 层和 N 层交替：这种结构是由重载 N 沟道 MOSFET 造成的。
如果施加到栅极引脚的电压高于阈值电平，则栅极相对于源极产生偏置，从而在连接源极和漏极的氧化硅薄膜下形成反向 N 沟道，以实现电流流动。
MOSFET 的导通由多数载流子保证，因为沟道中没有注入少数载流子。 这不会导致电荷积累，从而加快了开关过程。 在导通状态下，电流和电压之间的关系几乎是线性的，类似于电阻，将其视为通道在开路状态下的电阻。
米。 7.2. 晶体管内部结构：a-HEXFET结构的晶体管； b——VMOS结构的晶体管； c——SIPMOS结构晶体管
MOSFET 等效电路如图 7.3 所示。 XNUMX. 如果驱动器不能支持高导通电流，栅极和源极、栅极和漏极之间的两个电容会导致开关延迟。 晶体管的另一个电容位于漏极和源极之间，但由于晶体管的内部结构，它被漏极和源极之间形成的寄生二极管分流。 不幸的是，寄生二极管速度不快，不应该被考虑在内，并且引入了额外的并联二极管来加速开关。
米。 7.3. MOSFET等效电路：a——第一版等效电路； b - 等效电路的第二个版本，用二极管代替晶体管； c - 第一个选项对应的内部结构
MOSFET参数
考虑表征 MOSFET 晶体管的主要参数。
最大漏源电压， 她是DS - 最大瞬时工作电压。
连续漏极电流，我D 是由于结温，MOSFET 可以承载的最大电流。
最大浪涌电流消耗，我DM - 比我还多D 并针对给定持续时间和占空比的脉冲进行定义。
最大栅源电压寿命， 她是GS 是在不损坏栅极绝缘的情况下可以在栅极和源极之间施加的最大电压。
另外， 发生:
- 栅极阈值电压，UT {UTH， 她是GS};
- UT 是晶体管开启的最小栅极电压。
作者：Koryakin-Chernyak S.L.
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