power mosfet電力場效應晶體管特點、結構詳解-KIA MOS管

電力場效應晶體管簡介

電力MOS場效應管-分為結型和絕緣柵型，通常主要指絕緣柵型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET），簡稱電力MOSFET（Power MOSFET） 結型電力場效應晶體管一般稱作靜電感應晶體管（Static Induction Transistor——SIT）。 是一種單極型的電壓控制全控型器件。

電力場效應晶體管特點

電力MOSFET是用柵極電壓來控制漏極電流的，它的特點有：

驅動電路簡單，需要的驅動功率小。

開關速度快，工作頻率高。

熱穩定性優于GTR。

電流容量小，耐壓低，多用于功率不超過10kW的電力電子裝置。

電力MOSFET的結構和工作原理

電力MOSFET的種類

按導電溝道可分為P溝道和N溝道。

當柵極電壓為零時漏源極之間就存在導電溝道的稱為耗盡型。

對于N（P）溝道器件，柵極電壓大于（小于）零時才存在導電溝道的稱為增強型。

在電力MOSFET中，主要是N溝道增強型。

a) 內部結構斷面示意圖

b) 電氣圖形符號

電力MOSFET的結構

是單極型晶體管。

結構上與小功率MOS管有較大區別，小功率MOS管是橫向導電器件，而目前電力MOSFET大都采用了垂直導電結構，所以又稱為VMOSFET （Vertical MOSFET），這大大提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。

按垂直導電結構的差異，分為利用 V型槽實現垂直導電的VVMOSFET （Vertical V-groove MOSFET）和具有垂直導電雙擴散MOS結構的DMOSFET（Vertical Double-diffused MOSFET）。

電力MOSFET也是多元集成結構

電力MOSFET的工作原理

截止：當漏源極間接正電壓，柵極和源極間電壓為零時，P基區與N漂移區之間形成的PN結J1反偏，漏源極之間無電流流過。

導通

在柵極和源極之間加一正電壓UGS，正電壓會將其下面P區中的空穴推開，而將P區中的少子——電子吸引到柵極下面的P區表面。

當UGS大于某一電壓值UT時，使P型半導體反型成N型半導體，該反型層形成N溝道而使PN結J1消失，漏極和源極導電。

UT稱為開啟電壓（或閾值電壓），UGS超過UT越多，導電能力越強，漏極電流ID越大。

電力MOSFET的轉移特性

電力MOSFET的基本特性

靜態特性

轉移特性

指漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關系，反映了輸入電壓和輸出電流的關系 。

ID較大時，ID與UGS的關系近似線性，曲線的斜率被定義為MOSFET的跨導Gfs，即

是電壓控制型器件，其輸入阻抗極高，輸入電流非常小。

電力MOSFET的輸出特性

輸出特性

是MOSFET的漏極伏安特性。

截止區（對應于GTR的截止區）、飽和區（對應于GTR的放大區）、非飽和區（對應于GTR的飽和區）三個區域，飽和是指漏源電壓增加時漏極電流不再增加，非飽和是指漏源電壓增加時漏極電流相應增加。

工作在開關狀態，即在截止區和非飽和區之間來回轉換。

本身結構所致，漏極和源極之間形成了一個與MOSFET反向并聯的寄生二極管。

通態電阻具有正溫度系數，對器件并聯時的均流有利。

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