電力電子技術-新能源變換技術教學課件：2.4 Power MOSFET

新能源變換技術

PowerMOSFET大功率晶體管GTRPowerMOSFET一、功率場效應晶體管(PowerMOSFET)PowerMOSFET電力場效應晶體管，是一種單極型的電壓控制器件，不但有自關斷能力，而且有驅動功率小、開關速度快、安全工作區(qū)寬等特點。一、功率場效應晶體管(PowerMOSFET)DC/DC變換易于驅動和開關頻率達500kHz，適于高頻化電力電子裝置。開關電源便攜式電子設備航空航天汽車電流、熱容量小耐壓低適用于小功率電力電子裝置功率MOSFET的結構及工作原理二、功率MOSFET的結構及工作原理（1）功率MOSFET結構功率場效應晶體管是壓控型器件，其門極控制信號是電壓。3個極柵極G源極S漏極D功率場效應晶體管N溝道P溝道載流子是電子載流子是空穴，都是多數(shù)載流子。增強型耗盡型二、功率MOSFET的結構及工作原理當UGS=0時沒有導電溝道，ID=0，只有當UGS＞0（N溝道）或UGS＜0（P溝道）時才開始有ID。當柵源兩極間電壓UGS=0時存在導電溝道，漏極電流ID≠0；耗盡型增強型二、功率MOSFET的結構及工作原理（1）功率MOSFET結構功率MOSFET絕大多數(shù)是N溝道增強型，因為電子作用比空穴大得多。二、功率MOSFET的結構及工作原理（a）功率MOSFET的結構（b）電氣圖形符號二、功率MOSFET的結構及工作原理（1）功率MOSFET結構在此處添加您的文本內容在此處添加您的文本內容在此處添加您的文本內容功率場效應晶體管與小功率場效應晶體管原理基本相同。為了提高電流容量和耐壓能力，在芯片結構上不同。二、功率MOSFET的結構及工作原理（1）功率MOSFET結構功率場效應晶體管采用小單元集成結構來提高電流容量和耐壓能力。采用垂直導電排列來提高耐壓能力。二、功率MOSFET的結構及工作原理功率場效應晶體管的外形當D、S加正電壓（漏極為正，源極為負）UGS=0時P體區(qū)和N漏區(qū)的PN結反偏D、S之間無電流通過二、功率MOSFET的結構及工作原理（2）工作原理在G、S之間加一正電壓UGS，由于柵極是絕緣的，所以不會有電流流過。但柵極的正電壓會將其下面P區(qū)中的空穴推開，而將P區(qū)中的少數(shù)載流子電子吸引到柵極下面的P區(qū)表面。二、功率MOSFET的結構及工作原理當UGS大于某一電壓UT時柵極下P區(qū)表面的電子濃度超過空穴濃度，使P型半導體反型成N型半導體而成為反型層。該反型層形成N溝道而使PN結J1消失，漏極和源極導電。電壓UT稱開啟電壓或閥值電壓UGS超過UT越多，導電能力越強，漏極電流越大。功率MOSFET的特性與參數(shù)功率MOSFET的特性轉移特性輸出特性三、功率MOSFET的特性與參數(shù)（1）功率MOSFET的特性ID和UGS的關系曲線反映了輸入電壓和輸出電流的關系，稱為MOSFET的轉移特性。①轉移特性三、功率MOSFET的特性與參數(shù)（a）轉移特性ID較大時，ID與UGS的關系近似線性，曲線的斜率被定義為功率MOSFET的跨導MOSFET是電壓控制型器件，其輸入阻抗極高，輸入電流非常小。三、功率MOSFET的特性與參數(shù)（1）功率MOSFET的特性在此處添加您的文本內容在此處添加您的文本內容在此處添加您的文本內容MOSFET的漏極伏安特性，即輸出特性。②輸出特性截止區(qū)飽和區(qū)非飽和區(qū)三、功率MOSFET的特性與參數(shù)（2）功率MOSFET的主要參數(shù)是MOSFET的額定電壓，選用時必須留有較大安全余量。①漏極電壓UDS②漏極最大允許電流IDM是MOSFET的額定電流，其大小主要受管子的溫升限制。三、功率MOSFET的特性與參數(shù)（2）功率MOSFET的主要參數(shù)在此處添加您的文本內容在此處添加您的文本內容在此處添加您的文本內容柵極與源極之間的絕緣層很薄，承受電壓很低，一般不超過20V，否則絕緣層可能被擊穿而損壞，使用中應加以注意。③柵源電壓UGS為了安全可靠，在選用MOSFET時，對電壓、電流的額定等級都應留有較大余量。功率場效應晶體管PowerMOSFET結構工作原理特性主要參數(shù)三、功率MOSFET的特性與參數(shù)計算機領域筆記本服