功率場(chǎng)效應(yīng)管(Power MOSFET)也叫電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管,是一種單極型的電壓控制器件,不但有自關(guān)斷能力,而且有驅(qū)動(dòng)功率小,開關(guān)速度高、無(wú)二次擊穿、安全工作區(qū)寬等特點(diǎn)。由于其易于驅(qū)動(dòng)和開關(guān)頻率可高達(dá)500kHz,特別適于高頻化電力電子裝置,如應(yīng)用于DC/DC變換、開關(guān)電源、便攜式電子設(shè)備、航空航天以及汽車等電子電器設(shè)備中。但因?yàn)槠潆娏鳌崛萘啃?,耐壓低,一般只適用于小功率電力電子裝置。
電力場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理
電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管種類和結(jié)構(gòu)有許多種,按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道,同時(shí)又有耗盡型和增強(qiáng)型之分。在電力電子裝置中,主要應(yīng)用N溝道增強(qiáng)型。
電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管導(dǎo)電機(jī)理與小功率絕緣柵MOS管相同,但結(jié)構(gòu)有很大區(qū)別。小功率絕緣柵MOS管是一次擴(kuò)散形成的器件,導(dǎo)電溝道平行于芯片表面,橫向?qū)щ?。電力?chǎng)效應(yīng)晶體管大多采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu),提高了器件的耐電壓和耐電流的能力。按垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的不同,又可分為2種:V形槽VVMOSFET和雙擴(kuò)散VDMOSFET。
電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管采用多單元集成結(jié)構(gòu),一個(gè)器件由成千上萬(wàn)個(gè)小的MOSFET組成。N溝道增強(qiáng)型雙擴(kuò)散電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管一個(gè)單元的部面圖,如圖1(a)所示。電氣符號(hào),如圖1(b)所示。
電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管有3個(gè)端子:漏極D、源極S和柵極G。當(dāng)漏極接電源正,源極接電源負(fù)時(shí),柵極和源極之間電壓為0,溝道不導(dǎo)電,管子處于截止。如果在柵極和源極之間加一正向電壓UGS,并且使UGS大于或等于管子的開啟電壓UT,則管子開通,在漏、源極間流過電流ID。UGS超過UT越大,導(dǎo)電能力越強(qiáng),漏極電流越大。