FET-FET分类-原(yuan)理-特性(xing)-结构(gou)及工作原(yuan)理详解大全 KIA MOS管
信(xin)息来源:本站 日期(qi):2018-05-02
MOSFET的(de)原意(yi)是:MOS(Metal Oxide Semiconductor金属(shu)氧化(hua)物半导体(ti)),FET(Field Effect Transistor场效应(ying)晶体(ti)管(guan)),即(ji)以金属(shu)层(ceng)(M)的(de)栅极隔着氧化(hua)层(ceng)(O)利(li)用电场的(de)效应(ying)来控制半导体(ti)(S)的(de)场效应(ying)晶体(ti)管(guan)。
功(gong)率(lv)场效应(ying)晶(jing)(jing)体管(guan)也分为(wei)结型(xing)和(he)绝缘栅(zha)型(xing),但(dan)(dan)通常(chang)主要(yao)指绝缘栅(zha)型(xing)中(zhong)的(de)MOS型(xing)(Metal Oxide Semiconductor FET),简称(cheng)功(gong)率(lv)MOSFET(Power MOSFET)。结型(xing)功(gong)率(lv)场效应(ying)晶(jing)(jing)体管(guan)一般(ban)称(cheng)作(zuo)静电(dian)(dian)感应(ying)晶(jing)(jing)体管(guan)(Static Induction Transistor——SIT)。其特点是用(yong)栅(zha)极电(dian)(dian)压来(lai)控制漏极电(dian)(dian)流(liu),驱(qu)(qu)动电(dian)(dian)路简单,需要(yao)的(de)驱(qu)(qu)动功(gong)率(lv)小,开关速度快,工作(zuo)频率(lv)高,热稳定性优于GTR, 但(dan)(dan)其电(dian)(dian)流(liu)容量小,耐(nai)压低(di),一般(ban)只适用(yong)于功(gong)率(lv)不超过10kW的(de)电(dian)(dian)力电(dian)(dian)子装置。
功率MOSFET的种类:按导(dao)电沟(gou)道(dao)可(ke)分为P沟(gou)道(dao)和N沟(gou)道(dao)。按栅(zha)极电压幅值(zhi)可(ke)分为;耗尽型(xing);当栅(zha)极电压为零时漏(lou)源极之间就存(cun)在(zai)导(dao)电沟(gou)道(dao),增强型(xing);对于N(P)沟(gou)道(dao)器件,栅(zha)极电压大于(小于)零时才存(cun)在(zai)导(dao)电沟(gou)道(dao),功率MOSFET主(zhu)要是N沟(gou)道(dao)增强型(xing)。
功(gong)(gong)(gong)率(lv)MOSFET的(de)内部结(jie)构和电(dian)气符号如图1所示;其导(dao)通时只有一种极性(xing)的(de)载流(liu)子(多子)参与导(dao)电(dian),是(shi)单极型晶体管。导(dao)电(dian)机理(li)与小(xiao)功(gong)(gong)(gong)率(lv)mos管相同,但 结(jie)构上有较(jiao)大(da)区别,小(xiao)功(gong)(gong)(gong)率(lv)MOS管是(shi)横向导(dao)电(dian)器件(jian),功(gong)(gong)(gong)率(lv)MOSFET大(da)都(dou)采用(yong)垂直(zhi)导(dao)电(dian)结(jie)构,又称为(wei)VMOSFET(Vertical MOSFET),大(da)大(da)提(ti)高了MOSFET器件(jian)的(de)耐压和耐电(dian)流(liu)能力(li)。
按垂直(zhi)(zhi)导(dao)电结(jie)构(gou)的(de)(de)差异,又分为利用V型(xing)槽实现垂直(zhi)(zhi)导(dao)电的(de)(de)VVMOSFET和具有垂直(zhi)(zhi)导(dao)电双扩(kuo)散MOS结(jie)构(gou)的(de)(de)VDMOSFET(Vertical Double-diffused MOSFET),本文主要以VDMOS器件为例进行讨(tao)论。
功率MOSFET为多元(yuan)集成结构,如国际(ji)整流器公(gong)(gong)(gong)司(si)(International Rectifier)的HEXFET采(cai)用了六边形(xing)(xing)单元(yuan);西门(men)子公(gong)(gong)(gong)司(si)(Siemens)的SIPMOSFET采(cai)用了正方形(xing)(xing)单元(yuan);摩(mo)托罗拉公(gong)(gong)(gong)司(si) (Motorola)的TMOS采(cai)用了矩形(xing)(xing)单元(yuan)按“品”字形(xing)(xing)排列。
截止:漏源极间(jian)加正(zheng)电(dian)源,栅源极间(jian)电(dian)压为零。P基区(qu)与N漂(piao)移(yi)区(qu)之间(jian)形成的PN结J1反偏,漏源极之间(jian)无电(dian)流(liu)流(liu)过。
导电(dian)(dian):在(zai)栅(zha)源极间加(jia)正电(dian)(dian)压(ya)(ya)UGS,栅(zha)极是绝缘(yuan)的,所以不会有栅(zha)极电(dian)(dian)流流过(guo)。但栅(zha)极的正电(dian)(dian)压(ya)(ya)会将(jiang)(jiang)其下(xia)面P区(qu)中(zhong)的空(kong)穴(xue)推(tui)开(kai),而将(jiang)(jiang)P区(qu)中(zhong)的少子—电(dian)(dian)子吸引到栅(zha)极下(xia)面的P区(qu)表(biao)面
当UGS大于(yu)UT(开启电(dian)压或(huo)阈值电(dian)压)时,栅极下P区(qu)表面的电(dian)子浓度将超过空穴浓度,使P型(xing)(xing)半导体反型(xing)(xing)成N型(xing)(xing)而成为反型(xing)(xing)层(ceng),该反型(xing)(xing)层(ceng)形成N沟(gou)道而使PN结J1消(xiao)失,漏极和源极导电(dian)。
2.3.1静态特性(xing);其转(zhuan)移特性(xing)和输出特性(xing)如图(tu)2所示(shi)。
漏(lou)极电流ID和栅源(yuan)间电压(ya)UGS的(de)关系称为MOSFET的(de)转移特(te)性,ID较大时(shi),ID与UGS的(de)关系近似线性,曲(qu)线的(de)斜(xie)率定(ding)义为跨导Gfs
MOSFET的(de)漏(lou)极(ji)伏安特(te)性(xing)(xing)(输出特(te)性(xing)(xing)):截(jie)止(zhi)区(qu)(qu)(qu)(qu)(对应(ying)于GTR的(de)截(jie)止(zhi)区(qu)(qu)(qu)(qu));饱(bao)和(he)区(qu)(qu)(qu)(qu)(对应(ying)于GTR的(de)放大区(qu)(qu)(qu)(qu));非饱(bao)和(he)区(qu)(qu)(qu)(qu)(对应(ying)于GTR的(de)饱(bao)和(he)区(qu)(qu)(qu)(qu))。电(dian)力 MOSFET工作(zuo)在开关状态(tai),即(ji)在截(jie)止(zhi)区(qu)(qu)(qu)(qu)和(he)非饱(bao)和(he)区(qu)(qu)(qu)(qu)之间(jian)(jian)来回转(zhuan)换(huan)。电(dian)力MOSFET漏(lou)源极(ji)之间(jian)(jian)有寄生二极(ji)管,漏(lou)源极(ji)间(jian)(jian)加反向电(dian)压时器(qi)件导(dao)通(tong)。电(dian)力 MOSFET的(de)通(tong)态(tai)电(dian)阻(zu)具有正温度系数(shu),对器(qi)件并(bing)联时的(de)均流有利。
2.3.2动态特性;其测试电路和开关过程波形如图3所示。
开通(tong)过程;开通(tong)延迟时间(jian)td(on) —up前(qian)沿(yan)时刻到uGS=UT并开始出(chu)现iD的时刻间(jian)的时间(jian)段;
上(shang)升时(shi)间tr— uGS从uT上(shang)升到MOSFET进(jin)入(ru)非饱和区的(de)栅压UGSP的(de)时(shi)间段;
iD稳(wen)态(tai)值由漏极电源电压UE和(he)漏极负(fu)载电阻决定。UGSP的大小和(he)iD的稳(wen)态(tai)值有关,UGS达(da)到UGSP后,在up作用下继续升高直至达(da)到稳(wen)态(tai),但iD已不变。
开通时间(jian)ton—开通延迟(chi)时间(jian)与上升时间(jian)之(zhi)和。
关(guan)断延迟时间td(off) —up下降到(dao)零起,Cin通过Rs和RG放电,uGS按指(zhi)数(shu)曲线下降到(dao)UGSP时,iD开始减小为零的(de)时间段。
下降(jiang)(jiang)时间(jian)tf— uGS从(cong)UGSP继续下降(jiang)(jiang)起,iD减小,到uGS
关断时间toff—关断延迟时间和下降时间之和。
MOSFET的开(kai)(kai)(kai)关速度和Cin充放(fang)电(dian)有(you)很大关系,使用者无法降(jiang)(jiang)低Cin, 但可(ke)降(jiang)(jiang)低驱动电(dian)路(lu)内阻Rs减小时(shi)间(jian)常(chang)数,加快开(kai)(kai)(kai)关速度,MOSFET只靠多子导电(dian),不存在少子储存效应,因而关断过(guo)程非(fei)常(chang)迅速,开(kai)(kai)(kai)关时(shi)间(jian)在10— 100ns之间(jian),工(gong)作(zuo)频率可(ke)达100kHz以上,是(shi)主要电(dian)力(li)电(dian)子器件(jian)中(zhong)最高的。
场控器件(jian)静态时几乎不需输入(ru)电(dian)流。但在开(kai)关过程中需对输入(ru)电(dian)容充放电(dian),仍需一定的驱(qu)动(dong)功率。开(kai)关频率越高,所需要的驱(qu)动(dong)功率越大(da)。
在(zai)器件(jian)(jian)应(ying)用时(shi)除了要考虑器件(jian)(jian)的(de)(de)电压、电流、频率外,还必须掌握在(zai)应(ying)用中如何保护器件(jian)(jian),不使器件(jian)(jian)在(zai)瞬态变化(hua)中受损(sun)害。当然晶闸管是两个(ge)双极型(xing)晶体管的(de)(de)组 合,又加上因大面积带来(lai)的(de)(de)大电容(rong),所以其dv/dt能(neng)力是较为脆(cui)弱(ruo)的(de)(de)。对(dui)di/dt来(lai)说(shuo),它还存(cun)在(zai)一个(ge)导通区的(de)(de)扩展问题(ti),所以也带来(lai)相当严格的(de)(de)限制(zhi)。
功率(lv)(lv)MOSFET的(de)情况有(you)很(hen)大的(de)不同。它的(de)dv/dt及di/dt的(de)能力常(chang)以(yi)每(mei)纳秒(而不是每(mei)微(wei)秒)的(de)能力来(lai)估量。但尽管如此,它也(ye)存在动态性能的(de)限(xian)制。这(zhei)些我们可以(yi)从功率(lv)(lv)MOSFET的(de)基本结构来(lai)予以(yi)理解。
图4是功率MOSFET的结构和其相应的等效电路。除(chu)了器件的几乎每一(yi)(yi)部(bu)分存(cun)(cun)在(zai)(zai)电容以外,还必(bi)须考(kao)虑(lv)MOSFET还并联(lian)着一(yi)(yi)个(ge)二极管(guan)。同时从(cong)某个(ge)角(jiao)度(du) 看、它还存(cun)(cun)在(zai)(zai)一(yi)(yi)个(ge)寄(ji)生晶体管(guan)。(就像IGBT也寄(ji)生着一(yi)(yi)个(ge)晶闸管(guan)一(yi)(yi)样)。这(zhei)几个(ge)方面,是研究MOSFET动态特性很重要的因素。
首(shou)先MOSFET结(jie)构中所附带(dai)的(de)(de)本征(zheng)二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)具(ju)有(you)(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)雪崩能(neng)力(li)。通常(chang)用单次(ci)雪崩能(neng)力(li)和重复(fu)雪崩能(neng)力(li)来表达。当(dang)(dang)反(fan)向di/dt很(hen)大时,二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)会(hui)承受一(yi)(yi)个速 度非常(chang)快的(de)(de)脉冲(chong)尖(jian)刺,它(ta)有(you)(you)可能(neng)进入(ru)雪崩区,一(yi)(yi)旦超(chao)越其雪崩能(neng)力(li)就有(you)(you)可能(neng)将器(qi)件损坏(huai)。作为(wei)任一(yi)(yi)种PN结(jie)二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)来说,仔(zi)细(xi)研究其动态特性(xing)是相当(dang)(dang)复(fu)杂的(de)(de)。它(ta)们(men)和 我们(men)一(yi)(yi)般(ban)理解PN结(jie)正向时导通反(fan)向时阻(zu)断的(de)(de)简(jian)单概念很(hen)不相同(tong)。当(dang)(dang)电(dian)流迅(xun)速下降时,二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)有(you)(you)一(yi)(yi)阶段失去反(fan)向阻(zu)断能(neng)力(li),即所谓反(fan)向恢复(fu)时间。PN结(jie)要求迅(xun)速导 通时,也(ye)(ye)会(hui)有(you)(you)一(yi)(yi)段时间并不显(xian)示很(hen)低的(de)(de)电(dian)阻(zu)。在(zai)功率MOSFET中一(yi)(yi)旦二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)有(you)(you)正向注(zhu)(zhu)入(ru),所注(zhu)(zhu)入(ru)的(de)(de)少数载流子(zi)也(ye)(ye)会(hui)增加作为(wei)多(duo)子(zi)器(qi)件的(de)(de)MOSFET的(de)(de)复(fu)杂性(xing)。
功(gong)(gong)率(lv)MOSFET的(de)设计过程中(zhong)采取(qu)措(cuo)施(shi)使其中(zhong)的(de)寄生晶(jing)体管(guan)尽量(liang)不起(qi)(qi)(qi)作用。在不同代功(gong)(gong)率(lv)MOSFET中(zhong)其 措(cuo)施(shi)各(ge)有(you)不同,但(dan)总(zong)的(de)原则(ze)是使漏极下(xia)的(de)横(heng)向电阻RB尽量(liang)小。因(yin)为(wei)只有(you)在漏极N区下(xia)的(de)横(heng)向电阻流过足够电流为(wei)这(zhei)个N区建(jian)立(li)正偏的(de)条件时,寄生的(de)双极性晶(jing)闸管(guan) 才开始发难。然而在严峻的(de)动(dong)态条件下(xia),因(yin)dv/dt通过相(xiang)应电容引起(qi)(qi)(qi)的(de)横(heng)向电流有(you)可能(neng)(neng)足够大。此(ci)时这(zhei)个寄生的(de)双极性晶(jing)体管(guan)就会起(qi)(qi)(qi)动(dong),有(you)可能(neng)(neng)给(ji)MOSFET 带来损(sun)坏。所以(yi)考虑(lv)瞬态性能(neng)(neng)时对功(gong)(gong)率(lv)MOSFET器件内部的(de)各(ge)个电容(它(ta)是dv/dt的(de)通道(dao))都必须(xu)予以(yi)注意。
瞬态情况是和(he)线路情况密切相关的,这方面在应(ying)用中应(ying)给予足(zu)够重(zhong)视。对器件要有(you)(you)深入了解,才能有(you)(you)利于(yu)理解和(he)分(fen)析相应(ying)的问(wen)题。
在(zai)(zai)功率半导(dao)体器(qi)件中,MOSFET以(yi)(yi)高速(su)、低(di)开关损(sun)(sun)耗、低(di)驱(qu)动损(sun)(sun)耗在(zai)(zai)各种(zhong)功率变(bian)换,特别是高频功率变(bian)换中起着重要作用(yong)。在(zai)(zai)低(di)压(ya)(ya)领域,MOSFET没有竞 争对手,但随(sui)着MOS的(de)(de)耐(nai)(nai)压(ya)(ya)提(ti)高,导(dao)通(tong)电(dian)阻随(sui)之以(yi)(yi)2.4-2.6次方增长,其增长速(su)度(du)使MOSFET制(zhi)造(zao)者和应用(yong)者不(bu)得不(bu)以(yi)(yi)数十倍的(de)(de)幅度(du)降低(di)额(e)定电(dian)流,以(yi)(yi) 折中额(e)定电(dian)流、导(dao)通(tong)电(dian)阻和成本之间的(de)(de)矛盾。即(ji)便如此,高压(ya)(ya)MOSFET在(zai)(zai)额(e)定结温下的(de)(de)导(dao)通(tong)电(dian)阻产生的(de)(de)导(dao)通(tong)压(ya)(ya)降仍居高不(bu)下,耐(nai)(nai)压(ya)(ya)500V以(yi)(yi)上的(de)(de)MOSFET 的(de)(de)额(e)定结温、额(e)定电(dian)流条件下的(de)(de)导(dao)通(tong)电(dian)压(ya)(ya)很高,耐(nai)(nai)压(ya)(ya)800V以(yi)(yi)上的(de)(de)导(dao)通(tong)电(dian)压(ya)(ya)高得惊人,导(dao)通(tong)损(sun)(sun)耗占MOSFET总损(sun)(sun)耗的(de)(de)2/3-4/5,使应用(yong)受(shou)到极大限(xian)制(zhi)。
不(bu)同耐压(ya)(ya)的MOSFET,其导(dao)通(tong)(tong)(tong)电(dian)阻(zu)(zu)中各部分(fen)电(dian)阻(zu)(zu)比例分(fen)布也不(bu)同。如耐压(ya)(ya)30V的MOSFET,其外延(yan)(yan)层电(dian)阻(zu)(zu)仅为 总(zong)导(dao)通(tong)(tong)(tong)电(dian)阻(zu)(zu)的29%,耐压(ya)(ya)600V的MOSFET的外延(yan)(yan)层电(dian)阻(zu)(zu)则是(shi)总(zong)导(dao)通(tong)(tong)(tong)电(dian)阻(zu)(zu)的96.5%。由此可(ke)以推断耐压(ya)(ya)800V的MOSFET的导(dao)通(tong)(tong)(tong)电(dian)阻(zu)(zu)将几(ji)乎被外 延(yan)(yan)层电(dian)阻(zu)(zu)占据。欲获得高(gao)(gao)阻(zu)(zu)断电(dian)压(ya)(ya),就必须(xu)采用(yong)高(gao)(gao)电(dian)阻(zu)(zu)率的外延(yan)(yan)层,并增厚。这就是(shi)常规高(gao)(gao)压(ya)(ya)MOSFET结构所导(dao)致的高(gao)(gao)导(dao)通(tong)(tong)(tong)电(dian)阻(zu)(zu)的根本(ben)原因。
增加(jia)管芯(xin)面积(ji)虽(sui)能(neng)降(jiang)低导通电阻,但成(cheng)本的(de)(de)(de)(de)提高所付(fu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)代价(jia)是商(shang)业品所不允许的(de)(de)(de)(de)。引入少数(shu)载流子导电虽(sui)能(neng)降(jiang)低导通压降(jiang),但付(fu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)代价(jia)是开关速度(du)的(de)(de)(de)(de)降(jiang)低并出(chu)现拖(tuo)尾电流,开关损耗增加(jia),失去了MOSFET的(de)(de)(de)(de)高速的(de)(de)(de)(de)优(you)点。
以上(shang)两种(zhong)办(ban)法(fa)不能降低(di)(di)高(gao)(gao)压(ya)(ya)MOSFET的(de)导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu),所剩(sheng)的(de)思(si)路就是(shi)(shi)如何将阻(zu)(zu)(zu)断高(gao)(gao)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)的(de)低(di)(di)掺(chan)(chan)杂(za)(za)、高(gao)(gao)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)率(lv)区域和导(dao)电(dian)(dian)(dian)通(tong)(tong)(tong)(tong)道的(de)高(gao)(gao)掺(chan)(chan)杂(za)(za)、低(di)(di)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)率(lv)分开(kai)解决。如除 导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)时低(di)(di)掺(chan)(chan)杂(za)(za)的(de)高(gao)(gao)耐(nai)压(ya)(ya)外(wai)(wai)延(yan)层对导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)只(zhi)能起增大作用(yong)外(wai)(wai)并无(wu)其他用(yong)途(tu)。这(zhei)样,是(shi)(shi)否(fou)可(ke)以将导(dao)电(dian)(dian)(dian)通(tong)(tong)(tong)(tong)道以高(gao)(gao)掺(chan)(chan)杂(za)(za)较低(di)(di)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)率(lv)实现(xian),而在MOSFET关断时,设法(fa)使 这(zhei)个(ge)通(tong)(tong)(tong)(tong)道以某(mou)种(zhong)方式夹断,使整个(ge)器件耐(nai)压(ya)(ya)仅取(qu)决于低(di)(di)掺(chan)(chan)杂(za)(za)的(de)N-外(wai)(wai)延(yan)层。基于这(zhei)种(zhong)思(si)想,1988年INFINEON推出(chu)内(nei)建横向(xiang)(xiang)电(dian)(dian)(dian)场耐(nai)压(ya)(ya)为600V的(de) COOLMOS,使这(zhei)一想法(fa)得(de)以实现(xian)。内(nei)建横向(xiang)(xiang)电(dian)(dian)(dian)场的(de)高(gao)(gao)压(ya)(ya)MOSFET的(de)剖面结构及高(gao)(gao)阻(zu)(zu)(zu)断电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)低(di)(di)导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)的(de)示意图如图5所示。
与(yu)常规MOSFET结构(gou)不同,内建横(heng)向(xiang)电(dian)场的(de)MOSFET嵌入(ru)垂直(zhi)P区(qu)将垂直(zhi)导电(dian)区(qu)域的(de)N区(qu)夹在中间,使MOSFET关断时,垂直(zhi)的(de)P与(yu)N之间建立横(heng)向(xiang)电(dian)场,并(bing)且垂直(zhi)导电(dian)区(qu)域的(de)N掺(chan)杂浓度(du)(du)高于其外延区(qu)N-的(de)掺(chan)杂浓度(du)(du)。
当VGS<VTH时(shi),由于(yu)被电(dian)(dian)(dian)场反型而(er)产(chan)生(sheng)的N型导电(dian)(dian)(dian)沟道不能形成(cheng),并且D,S间加正电(dian)(dian)(dian)压,使MOSFET内部PN结(jie)反偏形成(cheng)耗(hao)尽(jin)层,并将垂直导电(dian)(dian)(dian)的N 区耗(hao)尽(jin)。这个耗(hao)尽(jin)层具有(you)纵向高阻(zu)断电(dian)(dian)(dian)压,如(ru)图5(b)所示,这时(shi)器件的耐压取决(jue)于(yu)P与N-的耐压。因此(ci)N-的低掺杂、高电(dian)(dian)(dian)阻(zu)率是(shi)必需的。
当CGS>VTH时,被(bei)(bei)电(dian)场反型而产生的(de)N型导(dao)电(dian)沟(gou)道形(xing)成。源(yuan)极区的(de)电(dian)子通(tong)过导(dao)电(dian)沟(gou)道进入被(bei)(bei)耗尽(jin)(jin)的(de)垂直(zhi)(zhi)的(de)N区中和正电(dian)荷,从而恢复被(bei)(bei)耗尽(jin)(jin)的(de)N型特性,因此导(dao)电(dian)沟(gou)道形(xing)成。由于(yu)垂直(zhi)(zhi)N区具有较(jiao)低的(de)电(dian)阻(zu)率,因而导(dao)通(tong)电(dian)阻(zu)较(jiao)常规MOSFET将(jiang)明(ming)显(xian)降低。
通过(guo)以上分析可以看到(dao):阻(zu)(zu)断电压(ya)与(yu)导通电阻(zu)(zu)分别(bie)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)功(gong)能区域。将阻(zu)(zu)断电压(ya)与(yu)导通电阻(zu)(zu)功(gong)能分开,解决了阻(zu)(zu)断电压(ya)与(yu)导通电阻(zu)(zu)的(de)矛盾,同(tong)时(shi)也将阻(zu)(zu)断时(shi)的(de)表面PN结(jie)转化为掩(yan)埋PN结(jie),在(zai)相同(tong)的(de)N-掺杂(za)浓(nong)度时(shi),阻(zu)(zu)断电压(ya)还可进一步提高。
INFINEON的内建横(heng)向电(dian)(dian)场(chang)的MOSFET,耐压600V和(he)800V,与常(chang)规MOSFET器(qi)件相比(bi),相同(tong)的管(guan)芯面积,导(dao)(dao)通电(dian)(dian)阻分别下 降(jiang)(jiang)到(dao)常(chang)规MOSFET的1/5, 1/10;相同(tong)的额(e)定电(dian)(dian)流,导(dao)(dao)通电(dian)(dian)阻分别下降(jiang)(jiang)到(dao)1/2和(he)约1/3。在额(e)定结温、额(e)定电(dian)(dian)流条(tiao)件下,导(dao)(dao)通电(dian)(dian)压分别从12.6V,19.1V下降(jiang)(jiang)到(dao) 6.07V,7.5V;导(dao)(dao)通损耗下降(jiang)(jiang)到(dao)常(chang)规MOSFET的1/2和(he)1/3。由于导(dao)(dao)通损耗的降(jiang)(jiang)低,发热减少,器(qi)件相对较凉(liang),故(gu)称(cheng)COOLMOS。
相同额定电流(liu)的COOLMOS的管(guan)芯较常(chang)规MOSFET减(jian)小(xiao)(xiao)到1/3和1/4,使封装减(jian)小(xiao)(xiao)两个管(guan)壳(qiao)规格。
由于COOLMOS管(guan)(guan)芯厚(hou)度仅(jin)为(wei)常(chang)(chang)规MOSFET的1/3,使(shi)TO-220封(feng)装(zhuang)RTHJC从(cong)常(chang)(chang)规1℃/W降到0.6℃/W;额定功(gong)率从(cong)125W上(shang)升到208W,使(shi)管(guan)(guan)芯散热能力提高(gao)。
COOLMOS的(de)(de)栅(zha)极(ji)电(dian)荷与(yu)开(kai)(kai)关参数均优于常规MOSFET,很(hen)明显,由于QG,特别(bie)是(shi)QGD的(de)(de)减少,使COOLMOS的(de)(de)开(kai)(kai)关时间约(yue)为常 规MOSFET的(de)(de)1/2;开(kai)(kai)关损耗降低约(yue)50%。关断时间的(de)(de)下降也(ye)与(yu)COOLMOS内部(bu)低栅(zha)极(ji)电(dian)阻(<1Ω=有关。
3.2.4 抗雪崩击穿(chuan)能(neng)力与SCSOA。
目前,新型的(de)MOSFET无一例外地具(ju)有抗(kang)雪崩(beng)击穿能(neng)力(li)。COOLMOS同(tong)(tong)样具(ju)有抗(kang)雪崩(beng)能(neng)力(li)。在相同(tong)(tong)额定电(dian)流 下,COOLMOS的(de)IAS与ID25℃相同(tong)(tong)。但(dan)由于管(guan)芯面积(ji)的(de)减小,IAS小于常(chang)(chang)规MOSFET,而(er)具(ju)有相同(tong)(tong)管(guan)芯面积(ji)时,IAS和(he)EAS则(ze)均大(da)于常(chang)(chang)规 MOSFET。
COOLMOS的(de)最(zui)大特点之一就是它具有短路(lu)安(an)全(quan)工作(zuo)区(SCSOA),而(er)常规MOS不具备这个特性(xing)。 COOLMOS的(de)SCSOA的(de)获得主要是由于转移(yi)特性(xing)的(de)变化和管(guan)芯(xin)(xin)(xin)热阻降(jiang)低(di)。COOLMOS的(de)转移(yi)特性(xing)如(ru)图(tu)6所示(shi)。从图(tu)6可(ke)以看到,当VGS>8V 时(shi)(shi),COOLMOS的(de)漏极电(dian)流(liu)(liu)不再增加,呈恒(heng)(heng)流(liu)(liu)状态。特别是在(zai)结(jie)温升高时(shi)(shi),恒(heng)(heng)流(liu)(liu)值(zhi)下(xia)(xia)降(jiang),在(zai)最(zui)高结(jie)温时(shi)(shi),约为(wei)ID25℃的(de)2倍(bei),即(ji)正(zheng)(zheng)常工作(zuo)电(dian)流(liu)(liu)的(de)3-3.5 倍(bei)。在(zai)短路(lu)状态下(xia)(xia),漏极电(dian)流(liu)(liu)不会因栅极的(de)15V驱(qu)动(dong)电(dian)压而(er)上升到不可(ke)容忍的(de)十几倍(bei)的(de)ID25℃,使COOLMOS在(zai)短路(lu)时(shi)(shi)所耗散的(de)功率限制在(zai) 350V×2ID25℃,尽可(ke)能(neng)地(di)减(jian)少短路(lu)时(shi)(shi)管(guan)芯(xin)(xin)(xin)发(fa)(fa)热。管(guan)芯(xin)(xin)(xin)热阻降(jiang)低(di)可(ke)使管(guan)芯(xin)(xin)(xin)产生的(de)热量迅速地(di)散发(fa)(fa)到管(guan)壳,抑制了管(guan)芯(xin)(xin)(xin)温度的(de)上升速度。因 此,COOLMOS可(ke)在(zai)正(zheng)(zheng)常栅极电(dian)压驱(qu)动(dong),在(zai)0.6VDSS电(dian)源电(dian)压下(xia)(xia)承(cheng)受10ΜS短路(lu)冲击,时(shi)(shi)间间隔大于1S,1000次不损坏,使COOLMOS可(ke)像 IGBT一样,在(zai)短路(lu)时(shi)(shi)得到有效的(de)保护。
继INFINEON1988年推出(chu)COOLMOS后,2000年初ST推出(chu)500V类(lei)似(si)于(yu)COOLMOS的(de)(de)内(nei)部结构,使500V,12A的(de)(de)MOSFET 可(ke)封(feng)装在(zai)TO-220管壳内(nei),导(dao)(dao)(dao)通电(dian)阻为(wei)0.35Ω,低于(yu)IRFP450的(de)(de)0.4Ω,电(dian)流额定值(zhi)与(yu)IRFP450相(xiang)近。IXYS也(ye)有使用(yong)COOLMOS技 术的(de)(de)MOSFET。IR公司(si)也(ye)推出(chu)了SUPPER220,SUPPER247封(feng)装的(de)(de)超级MOSFET,额定电(dian)流分(fen)别为(wei)35A,59A,导(dao)(dao)(dao)通电(dian)阻分(fen)别为(wei) 0.082Ω,0.045Ω,150℃时导(dao)(dao)(dao)通压降约4.7V。从(cong)综合指标看,这些(xie)MOSFET均优于(yu)常规MOSFET,并(bing)不是因为(wei)随管芯面积增加,导(dao)(dao)(dao)通电(dian) 阻就(jiu)成比例地下降,因此(ci),可(ke)以(yi)认为(wei),以(yi)上的(de)(de)MOSFET一定存在(zai)类(lei)似(si)横向电(dian)场的(de)(de)特殊结构,可(ke)以(yi)看到,设法降低高(gao)(gao)压MOSFET的(de)(de)导(dao)(dao)(dao)通压降已经成为(wei)现实,并(bing) 且必将推动高(gao)(gao)压MOSFET的(de)(de)应用(yong)。
600V、800V耐压(ya)的(de) COOLMOS的(de)高(gao)温导通压(ya)降分别约6V,7.5V,关断损(sun)耗(hao)(hao)降低(di)1/2,总(zong)(zong)损(sun)耗(hao)(hao)降低(di)1/2以(yi)上,使总(zong)(zong)损(sun)耗(hao)(hao)为常(chang)(chang)规MOSFET的(de)40%-50%。常(chang)(chang)规 600V耐压(ya)MOSFET导通损(sun)耗(hao)(hao)占总(zong)(zong)损(sun)耗(hao)(hao)约75%,对应相同总(zong)(zong)损(sun)耗(hao)(hao)超高(gao)速IGBT的(de)平(ping)衡(heng)(heng)点达(da)160KHZ,其(qi)中开关损(sun)耗(hao)(hao)占约75%。由(you)于(yu)COOLMOS 的(de)总(zong)(zong)损(sun)耗(hao)(hao)降到常(chang)(chang)规MOSFET的(de)40%-50%,对应的(de)IGBT损(sun)耗(hao)(hao)平(ping)衡(heng)(heng)频率(lv)将由(you)160KHZ降到约40KHZ,增(zeng)加(jia)了MOSFET在(zai)高(gao)压(ya)中的(de)应用。
从以(yi)上(shang)讨论可(ke)(ke)见,新型高(gao)压(ya)MOSFET使长期困扰高(gao)压(ya)MOSFET的(de)导通压(ya)降(jiang)高(gao)的(de)问题(ti)得到解决;可(ke)(ke)简化整机(ji)设(she)计,如散热器件体(ti)积可(ke)(ke)减少(shao)到原40%左右;驱动电(dian)路(lu)、缓冲电(dian)路(lu)简化;具备抗雪崩(beng)击穿能(neng)力和抗短路(lu)能(neng)力;简化保护电(dian)路(lu)并(bing)使整机(ji)可(ke)(ke)靠性得以(yi)提高(gao)。
功率(lv)(lv)MOSFET是电压(ya)型驱(qu)动器(qi)件,没有少数载流子的存贮(zhu)效应,输(shu)(shu)入阻抗高,因而开关速度(du)可以很高,驱(qu)动功率(lv)(lv)小(xiao),电路简(jian)单(dan)。但功率(lv)(lv)MOSFET的极间(jian)电容(rong)较大(da),输(shu)(shu)入电容(rong)CISS、输(shu)(shu)出电容(rong)COSS和反馈(kui)电容(rong)CRSS与(yu)极间(jian)电容(rong)的关系(xi)可表述为:
功率MOSFET的(de)栅极(ji)输入端相当于(yu)一个容性(xing)网(wang)络,它的(de)工作速度(du)与驱动(dong)源内阻抗有关(guan)。由于(yu) CISS的(de)存在,静态时(shi)栅极(ji)驱动(dong)电(dian)流几乎为(wei)零,但在开(kai)通和关(guan)断动(dong)态过(guo)程中(zhong),仍需(xu)要一定的(de)驱动(dong)电(dian)流。假定开(kai)关(guan)管(guan)饱和导通需(xu)要的(de)栅极(ji)电(dian)压值(zhi)为(wei)VGS,开(kai)关(guan)管(guan)的(de) 开(kai)通时(shi)间TON包括开(kai)通延迟(chi)时(shi)间TD和上升时(shi)间TR两部分。
开关(guan)管关(guan)断(duan)过程中,CISS通过ROFF放电,COSS由RL充电,COSS较(jiao)(jiao)大(da),VDS(T)上升(sheng)较(jiao)(jiao)慢,随着VDS(T)上升(sheng)较(jiao)(jiao)慢,随着VDS(T)的升(sheng)高COSS迅速减小至(zhi)接(jie)近(jin)于零时,VDS(T)再迅速上升(sheng)。
根据以上(shang)对功(gong)率(lv)MOSFET特性的(de)(de)(de)(de)分(fen)析,其驱动通常要求:触发脉(mai)冲(chong)要具有足够快的(de)(de)(de)(de)上(shang)升(sheng)和下降速(su)度;②开(kai)(kai)通时(shi)(shi)以低电(dian)阻力栅极电(dian)容充电(dian),关(guan)断时(shi)(shi)为(wei)栅极提供低 电(dian)阻放电(dian)回路,以提高(gao)功(gong)率(lv)MOSFET的(de)(de)(de)(de)开(kai)(kai)关(guan)速(su)度;③为(wei)了使(shi)功(gong)率(lv)MOSFET可靠触发导通,触发脉(mai)冲(chong)电(dian)压应(ying)高(gao)于管子的(de)(de)(de)(de)开(kai)(kai)启(qi)电(dian)压,为(wei)了防止误(wu)导通,在其截止 时(shi)(shi)应(ying)提供负的(de)(de)(de)(de)栅源电(dian)压;④功(gong)率(lv)开(kai)(kai)关(guan)管开(kai)(kai)关(guan)时(shi)(shi)所需(xu)驱动电(dian)流(liu)为(wei)栅极电(dian)容的(de)(de)(de)(de)充放电(dian)电(dian)流(liu),功(gong)率(lv)管极间电(dian)容越大,所需(xu)电(dian)流(liu)越大,即带(dai)负载能力越大。
图7(a)为常用(yong)的小功(gong)率(lv)驱动(dong)电(dian)路(lu)(lu),简(jian)单可靠成本低。适(shi)(shi)用(yong)于(yu)不(bu)要求隔离的小功(gong)率(lv)开关设备(bei)。图7(b)所示驱动(dong)电(dian)路(lu)(lu)开关 速度很快,驱动(dong)能力(li)强(qiang),为防(fang)止两个(ge)MOSFET管(guan)直通(tong)(tong),通(tong)(tong)常串接一个(ge)0.5~1Ω小电(dian)阻用(yong)于(yu)限流(liu),该电(dian)路(lu)(lu)适(shi)(shi)用(yong)于(yu)不(bu)要求隔离的中功(gong)率(lv)开关设备(bei)。这(zhei)两种(zhong)电(dian)路(lu)(lu)特 点是(shi)结构简(jian)单。
功率(lv)MOSFET属于电(dian)(dian)(dian)压(ya)型(xing)控制器件,只要栅(zha)极和源(yuan)极之间施加(jia)的(de)电(dian)(dian)(dian)压(ya)超过其阀(fa)值电(dian)(dian)(dian)压(ya)就会(hui)导通(tong)。由于MOSFET存在(zai)结(jie)电(dian)(dian)(dian)容,关断(duan)时其漏源(yuan)两(liang)端电(dian)(dian)(dian)压(ya)的(de)突(tu)然 上升将会(hui)通(tong)过结(jie)电(dian)(dian)(dian)容在(zai)栅(zha)源(yuan)两(liang)端产(chan)生干(gan)扰电(dian)(dian)(dian)压(ya)。常用的(de)互补驱动(dong)电(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)关断(duan)回路(lu)阻抗小,关断(duan)速度较快,但它不能提(ti)供负压(ya),故抗干(gan)扰性较差。为了提(ti)高电(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)抗干(gan) 扰性,可在(zai)此种驱动(dong)电(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)基(ji)础上增加(jia)一级有(you)V1、V2、R组成的(de)电(dian)(dian)(dian)路(lu),产(chan)生一个(ge)负压(ya),电(dian)(dian)(dian)路(lu)原理(li)图如图8所示。
当V1导(dao)通(tong)(tong)时,V2关(guan)(guan)(guan)断,两(liang)个MOSFET中的(de)(de)上管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)栅(zha)、源极(ji)放电(dian),下(xia)(xia)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)栅(zha)、源极(ji)充电(dian),即(ji)上管(guan)(guan)(guan)(guan)关(guan)(guan)(guan)断,下(xia)(xia)管(guan)(guan)(guan)(guan)导(dao)通(tong)(tong),则被驱动(dong)的(de)(de)功(gong)率管(guan)(guan)(guan)(guan)关(guan)(guan)(guan)断;反之V1关(guan)(guan)(guan)断 时,V2导(dao)通(tong)(tong),上管(guan)(guan)(guan)(guan)导(dao)通(tong)(tong),下(xia)(xia)管(guan)(guan)(guan)(guan)关(guan)(guan)(guan)断,使驱动(dong)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)子导(dao)通(tong)(tong)。因为上下(xia)(xia)两(liang)个管(guan)(guan)(guan)(guan)子的(de)(de)栅(zha)、源极(ji)通(tong)(tong)过不(bu)同(tong)的(de)(de)回(hui)路充放电(dian),包含有V2的(de)(de)回(hui)路,由于V2会(hui)不(bu)断退出饱和(he)直至 关(guan)(guan)(guan)断,所以(yi)对(dui)于S1而(er)言导(dao)通(tong)(tong)比关(guan)(guan)(guan)断要慢,对(dui)于S2而(er)言导(dao)通(tong)(tong)比关(guan)(guan)(guan)断要快,所以(yi)两(liang)管(guan)(guan)(guan)(guan)发(fa)热(re)程度也不(bu)完全一样,S1比S2发(fa)热(re)严重。
该(gai)驱动(dong)电路(lu)的缺点是需要双(shuang)电源,且由于(yu)R的取值不能过(guo)大(da),否则会使(shi)V1深度饱和,影响关断速度,所以R上会有一定的损耗。
电(dian)路原理如(ru)图9(a)所示(shi),N3为(wei)去磁绕组(zu),S2为(wei)所驱(qu)动的功率管(guan)。R2为(wei)防止功率管(guan)栅极、源极端电(dian)压振荡的一(yi)个(ge)阻尼电(dian)阻。因不(bu)要求漏感较小,且从速(su)度方面考虑,一(yi)般R2较小,故在分析中忽略不(bu)计。
其等效(xiao)电(dian)(dian)路(lu)图(tu)如图(tu)9(b)所示脉(mai)冲不要求(qiu)的(de)(de)副边并联一(yi)电(dian)(dian)阻R1,它做为正激变换器的(de)(de)假负载,用于消除(chu)关(guan)断(duan)期间输出电(dian)(dian)压发生振荡而误(wu)导通(tong)。同(tong)时它还可(ke) 以作为功率(lv)MOSFET关(guan)断(duan)时的(de)(de)能量泄(xie)放回(hui)路(lu)。该驱(qu)动(dong)电(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)导通(tong)速(su)度(du)主要与(yu)被驱(qu)动(dong)的(de)(de)S2栅极(ji)、源极(ji)等效(xiao)输入(ru)电(dian)(dian)容(rong)的(de)(de)大(da)小(xiao)、S1的(de)(de)驱(qu)动(dong)信号的(de)(de)速(su)度(du)以及S1所能 提供(gong)的(de)(de)电(dian)(dian)流大(da)小(xiao)有(you)关(guan)。由(you)仿真及分析(xi)可(ke)知,占空比(bi)D越(yue)小(xiao)、R1越(yue)大(da)、L越(yue)大(da),磁化电(dian)(dian)流越(yue)小(xiao),U1值越(yue)小(xiao),关(guan)断(duan)速(su)度(du)越(yue)慢。该电(dian)(dian)路(lu)具有(you)以下优(you)点:
①电路(lu)结构(gou)简单可靠,实现了(le)隔离驱(qu)动(dong)。
②只需单电源即可(ke)提供(gong)导通(tong)时的正、关断时负压。
③占空比(bi)固定时(shi),通过合理的参数(shu)设计,此(ci)驱(qu)动电(dian)路也(ye)具有较快(kuai)的开关(guan)速度。
该电路存在的(de)缺点:一是由于隔离(li)变(bian)(bian)压器副边(bian)需要噎嗝(ge)假(jia)负载防(fang)振荡,故电路损耗(hao)较(jiao)(jiao)大;二是当占空比变(bian)(bian)化时(shi)关断速度变(bian)(bian)化较(jiao)(jiao)大。脉宽较(jiao)(jiao)窄时(shi),由于是储存的(de)能(neng)量(liang)减(jian)少(shao)导致MOSFET栅极的(de)关断速度变(bian)(bian)慢(man)。
如图(tu)10所示,V1、V2为(wei)互补工(gong)作(zuo),电容C起(qi)隔离(li)直流的作(zuo)用(yong),T1为(wei)高频、高磁率的磁环或磁罐。
导(dao)(dao)通(tong)时隔(ge)离(li)变(bian)压(ya)器上的电(dian)(dian)压(ya)为(1-D)Ui、关断时为D Ui,若主功(gong)率管S可靠导(dao)(dao)通(tong)电(dian)(dian)压(ya)为12V,而隔(ge)离(li)变(bian)压(ya)器原副边匝比N1/N2为12/[(1-D)Ui]。为保证(zheng)导(dao)(dao)通(tong)期间GS电(dian)(dian)压(ya)稳定C值(zhi)可稍取大些(xie)。该电(dian)(dian)路具有以下优点:
①电路结(jie)构简单可靠,具有电气隔(ge)离作用。当(dang)脉宽变化(hua)时,驱动的关断能力不会随着变化(hua)。
②该(gai)电路只需一(yi)个电源,即为单电源工作(zuo)。隔(ge)直电容C的(de)(de)作(zuo)用可以(yi)在关断所(suo)驱动(dong)的(de)(de)管子时提供一(yi)个负(fu)压,从而加速了功率(lv)管的(de)(de)关断,且有较高的(de)(de)抗干扰能力。
但该(gai)电(dian)路存在(zai)的(de)一个较(jiao)大缺(que)点是输出电(dian)压的(de)幅值(zhi)会随着占(zhan)空(kong)(kong)比的(de)变(bian)化(hua)而变(bian)化(hua)。当(dang)D较(jiao)小(xiao)(xiao)时(shi),负(fu)向电(dian)压小(xiao)(xiao),该(gai)电(dian)路的(de)抗干扰性变(bian)差,且正向电(dian)压较(jiao)高,应(ying)该(gai)注意使其(qi)(qi) 幅值(zhi)不(bu)超(chao)过MOSFET栅极的(de)允许电(dian)压。当(dang)D大于0.5时(shi)驱动电(dian)压正向电(dian)压小(xiao)(xiao)于其(qi)(qi)负(fu)向电(dian)压,此时(shi)应(ying)该(gai)注意使其(qi)(qi)负(fu)电(dian)压值(zhi)不(bu)超(chao)过MOAFET栅极允许电(dian)压。所 以该(gai)电(dian)路比较(jiao)适用于占(zhan)空(kong)(kong)比固(gu)定(ding)或占(zhan)空(kong)(kong)比变(bian)化(hua)范围不(bu)大以及占(zhan)空(kong)(kong)比小(xiao)(xiao)于0.5的(de)场合。
电(dian)路构成(cheng)如图11所(suo)示。其中UC3724用来产(chan)(chan)生(sheng)高(gao)频(pin)(pin)(pin)载波信号(hao),载波频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)由电(dian)容CT和电(dian)阻(zu)RT决(jue)定(ding)。一(yi)般(ban)(ban)载波频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)小(xiao)于(yu)(yu)(yu)(yu)600kHz,4脚(jiao)和6脚(jiao)两端产(chan)(chan)生(sheng) 高(gao)频(pin)(pin)(pin)调制(zhi)波,经高(gao)频(pin)(pin)(pin)小(xiao)磁环(huan)变(bian)(bian)压(ya)器隔离(li)后(hou)送(song)到UC3725芯片7、8两脚(jiao)经UC3725进行调制(zhi)后(hou)得到驱(qu)动(dong)(dong)信号(hao),UC3725内部有(you)一(yi)肖(xiao)特基整流(liu)桥同时(shi)将 7、8脚(jiao)的(de)(de)高(gao)频(pin)(pin)(pin)调制(zhi)波整流(liu)成(cheng)一(yi)直流(liu)电(dian)压(ya)供驱(qu)动(dong)(dong)所(suo)需功率(lv)(lv)。一(yi)般(ban)(ban)来说(shuo)载波频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)越(yue)高(gao)驱(qu)动(dong)(dong)延时(shi)越(yue)小(xiao),但太高(gao)抗干扰变(bian)(bian)差;隔离(li)变(bian)(bian)压(ya)器磁化(hua)电(dian)感(gan)越(yue)大磁化(hua)电(dian)流(liu)越(yue) 小(xiao),UC3724发(fa)热(re)越(yue)少,但太大使匝(za)数增多(duo)导(dao)致寄生(sheng)参数影响(xiang)变(bian)(bian)大,同样会(hui)使抗干扰能力(li)降低。根据实(shi)验数据得出:对(dui)(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)开关频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)小(xiao)于(yu)(yu)(yu)(yu)100kHz的(de)(de)信号(hao)一(yi)般(ban)(ban) 取(400~500)kHz载波频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)较(jiao)好,变(bian)(bian)压(ya)器选(xuan)用较(jiao)高(gao)磁导(dao)如5K、7K等(deng)高(gao)频(pin)(pin)(pin)环(huan)形磁芯,其原边磁化(hua)电(dian)感(gan)小(xiao)于(yu)(yu)(yu)(yu)约1毫亨左右为好。这(zhei)种驱(qu)动(dong)(dong)电(dian)路仅(jin)(jin)适合(he)于(yu)(yu)(yu)(yu)信 号(hao)频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)小(xiao)于(yu)(yu)(yu)(yu)100kHz的(de)(de)场(chang)合(he),因信号(hao)频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)相(xiang)对(dui)(dui)载波频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)太高(gao)的(de)(de)话,相(xiang)对(dui)(dui)延时(shi)太多(duo),且所(suo)需驱(qu)动(dong)(dong)功率(lv)(lv)增大,UC3724和UC3725芯片发(fa)热(re)温(wen)升较(jiao)高(gao),故 100kHz以(yi)上(shang)开关频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)仅(jin)(jin)对(dui)(dui)较(jiao)小(xiao)极电(dian)容的(de)(de)MOSFET才可(ke)以(yi)。对(dui)(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)1kVA左右开关频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)小(xiao)于(yu)(yu)(yu)(yu)100kHz的(de)(de)场(chang)合(he),它是(shi)一(yi)种良好的(de)(de)驱(qu)动(dong)(dong)电(dian)路。该(gai)电(dian)路具有(you)以(yi) 下特点:单电(dian)源工作,控制(zhi)信号(hao)与(yu)驱(qu)动(dong)(dong)实(shi)现隔离(li),结构简单尺寸较(jiao)小(xiao),尤其适用于(yu)(yu)(yu)(yu)占空比变(bian)(bian)化(hua)不确(que)定(ding)或信号(hao)频(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)也变(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)场(chang)合(he)。
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