国产日韩欧美影院_日韩第一二三区色_国产手机精品在线_波多野结衣中文字幕四区_少妇爆乳精品无码av专区_欧美精品免费人爱视频在线观看_国产在线拍揄自揄拍无码视频_大香蕉在线观看视频_欧美五月六月丁香婷_国产+成+人+亚洲欧洲自

變頻電源的功率器件之MOSFET特性

靜態(tài)特性。MOSFET的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性如圖1-2所示。

漏極電流Id和柵源間電壓Ucs的關(guān)系稱為MOSFET的轉(zhuǎn)移特性，Id較大時(shí)，Id與 Ucs的關(guān)系近似線性，曲線的斜率定義為跨導(dǎo)Gf8。MOSFET的漏極伏安特性(輸出特性)分為如下幾個(gè)區(qū)域:截止區(qū)(對應(yīng)GTR的截止區(qū));飽和區(qū)(對應(yīng)于GTR的放大區(qū)):非飽和區(qū)(對于GTR的飽和區(qū))。功率MOSFET工作在開關(guān)狀態(tài)，即在截止區(qū)和非飽和區(qū)之間來回轉(zhuǎn)換。功率MOSFET滑源極之間有寄生二極管，源極間加反向電壓時(shí)器件導(dǎo)通。功率MOSFET的通態(tài)電阻具有正溫度系數(shù)，對器件并聯(lián)時(shí)的均流有利。

動態(tài)特性。MOSFET其測試電路和開關(guān)過程波形如圖1-3所示。MOSFET開通過程的技術(shù)參數(shù)有:

開通延遲時(shí)間Td(on)--Up,前沿時(shí)刻到Ugs=Ut，并開始出現(xiàn)iD的時(shí)刻間的時(shí)間段。

上升時(shí)間：Tr--Ugs從Ut上升到MOSFET進(jìn)人非飽和區(qū)的柵壓Ugsp的時(shí)間段。

iD穩(wěn)態(tài)值--出漏極電源電壓Ue和漏極負(fù)載電阻決定。Ugps的大小和iD的穩(wěn)態(tài)值有關(guān)。

Ugs達(dá)到 Ugsp后，在Up作用下繼續(xù)升高直至達(dá)到穩(wěn)態(tài)，但iD已不變。

開通時(shí)間Ton--開通延遲時(shí)間與上升時(shí)間之和。

關(guān)斷延遲時(shí)間Td(off)--Up下降到零起，Cin通過Rs和Rg放電，Ugs按指數(shù)曲線下降到 Ugsp時(shí)，iD開始減小為零的時(shí)間段。

下降時(shí)間Tf--Ugs從 Ugsp繼續(xù)下降起，iD減小，到 Ugs<Ut, 時(shí)溝道消失，iD下降到零為止的時(shí)間段。

關(guān)斷時(shí)間Toff--關(guān)斷延遲時(shí)間和下降時(shí)間之和。

MOSFET的開關(guān)速度。MOSFET的開關(guān)速度和Cin充放電有很大關(guān)系，使用者無法降低Cin，但可降低驅(qū)動電路內(nèi)阻Rs，減小時(shí)間常數(shù)，加快開關(guān)速度，MOSFET只靠多子導(dǎo)電，不存在少子儲存效應(yīng)，因而關(guān)斷過程非常迅速，開關(guān)時(shí)間在10~100ns之間，工作頻率可達(dá)100kHz以上，是主要電力電子器件中最高的。

場控器件靜態(tài)時(shí)幾乎不需輸人電流。但在開關(guān)過程中需對輸人電容充放電，仍需一定的驅(qū)動功率。開關(guān)頻率越高，所需要的驅(qū)動功率越大。

動態(tài)性能的改進(jìn)

在器件應(yīng)用時(shí)除了要考慮器件的電壓、電流、頻率外，還必須掌握在應(yīng)用中如何保護(hù)器件不使器件在瞬態(tài)變化中受損害。當(dāng)然晶閘管是兩個(gè)雙極型晶體管的組合，又加上因大面積帶來的大電容，所以其承受 du/d 能力是較脆弱的。對 di/dr來說，它還存在一個(gè)導(dǎo)通區(qū)的擴(kuò)展問題,所以也帶來相當(dāng)嚴(yán)格的限制。

功率 MOSFET的情況有很大的不同。它的du/dt及di/dt的能力常以每納秒(而不是每微秒)的能力來估量。但盡管如此，它也存在動態(tài)性能的限制。這些可以從功率MOSFET的基本結(jié)構(gòu)來子以理解。

圖1-4是功率MOSFET的等效電路，在應(yīng)用中除了要考慮功率MOSFET每一部分都存在電容以外，還必須考慮MOSFET還并聯(lián)著一個(gè)二極管。同時(shí)從某個(gè)角度看，它還存在一個(gè)寄生品體管(就像IGBT也寄生著一個(gè)品閘管一樣)。這幾個(gè)方面，是研究MOSFET動態(tài)特性很重要的因素。

首先MOSFET結(jié)構(gòu)中所附帶的本征二極管具有一定的雪崩能力。通常用單次雪崩能力和重復(fù)雪崩能力來表達(dá)。當(dāng)反向di/dt很大時(shí)，二極管會承受一個(gè)速度非?？斓拿}沖尖刺，它有可能進(jìn)人雪崩區(qū)，一旦超越其雪崩能力就有可能將器件損壞。作為任一種PN結(jié)二極管來說，仔細(xì)研究其動態(tài)特性是相當(dāng)復(fù)雜的。它們和我們一般理解PN結(jié)正向時(shí)導(dǎo)通反向時(shí)阻斷的簡單概念很不相同。當(dāng)電流迅速下降時(shí)，二極管有一階段失去反向阻斷能力，即所謂反向恢復(fù)時(shí)間。PN結(jié)要求迅速導(dǎo)通時(shí)，也會有一段時(shí)間并不顯示很低的電阻。在功率 MOSFET中一旦二極管有正向注入，所注人的少數(shù)載流子也會增加作為多子器件的MOSFET的復(fù)雜性。

功率MOSFET的設(shè)計(jì)過程中采取措施使其中的寄生品體管盡量不起作用。在不同代功率MOSFET中其措施各有不同，但總的原則是使漏極下的橫向電阻Rb盡量小。因?yàn)橹挥性诼ON區(qū)下的橫向電阻流過足夠電流為這個(gè)N區(qū)建立正偏的條件時(shí)，寄生的雙極性晶閘管才開始發(fā)難。然而在嚴(yán)峻的動態(tài)條件下，因du/dt通過相應(yīng)電容引起的橫向電流有可能足夠大。此時(shí)這個(gè)寄生的雙極性晶體管就會起動，有可能給MOSFFT帶來損壞。所以考慮瞬態(tài)性能時(shí)對功率MOSFET器件內(nèi)部的各個(gè)電容(它是du/dt的通道)都必須予以注意。瞬態(tài)情況是和線路情況密切相關(guān)的，這方面在應(yīng)用中應(yīng)給予足夠重視。只有對器件有深入了解，才能有利于理解和分析相應(yīng)的問題。