MOSFET Akopọ

MOSFET Agbara tun pin si iru ọna asopọ ati iru ẹnu-ọna idabo, ṣugbọn nigbagbogbo tọka si iru ẹnu-ọna MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), ti a tọka si MOSFET agbara (Power MOSFET). transistor iru ipa ipa ipa ọna asopọ ni gbogbogbo ni a pe ni transistor induction electrostatic (Transistor Induction Induction - SIT). O jẹ ijuwe nipasẹ foliteji ẹnu-ọna lati ṣakoso ṣiṣan ṣiṣan, Circuit awakọ jẹ rọrun, nilo agbara awakọ kekere, iyara iyipada iyara, igbohunsafẹfẹ iṣẹ ṣiṣe giga, iduroṣinṣin gbona dara julọ juGTR, ṣugbọn awọn oniwe-lọwọlọwọ ni kekere, kekere foliteji, gbogbo nikan kan si agbara ko siwaju sii ju 10kW ti agbara awọn ẹrọ itanna.

 

1. Power MOSFET be ati awọn ọna opo

Awọn oriṣi MOSFET agbara: ni ibamu si ikanni conductive le pin si P-ikanni ati N-ikanni. Ni ibamu si awọn iwọn foliteji ẹnu-bode le ti wa ni pin si; iru idinku; nigbati foliteji ẹnu-bode ni odo nigbati awọn sisan-orisun polu laarin awọn aye ti a ifọnọhan ikanni, ti mu dara si; fun ẹrọ ikanni N (P), foliteji ẹnu-bode tobi ju (kere ju) odo ṣaaju aye ti ikanni ti n ṣakoso, MOSFET agbara jẹ imudara N-ikanni akọkọ.

 

1.1 AgbaraMOSFETigbekale　　

Agbara MOSFET inu inu ati awọn aami itanna; awọn oniwe-itọnisọna nikan kan polarity ẹjẹ (polys) lowo ninu awọn conductive, ni a unipolar transistor. Ṣiṣẹda siseto jẹ kanna bi MOSFET ti o ni agbara kekere, ṣugbọn eto naa ni iyatọ nla, MOSFET kekere agbara jẹ ohun elo eleto petele, agbara MOSFET pupọ julọ ti ọna adaṣe inaro, ti a tun mọ ni VMOSFET (Vertical MOSFET) , eyiti o ṣe ilọsiwaju pupọ foliteji ẹrọ MOSFET ati agbara imurasilẹ lọwọlọwọ.

 

Ni ibamu si awọn iyatọ ninu inaro conductive be, sugbon tun pin si awọn lilo ti V-sókè yara lati se aseyori inaro elekitiriki ti VVMOSFET ati ki o ni inaro conductive ni ilopo-diffused MOSFET be ti VDMOSFET (Iroro Double-diffused).MOSFET), Iwe yii jẹ ọrọ pataki gẹgẹbi apẹẹrẹ ti awọn ẹrọ VDMOS.

 

Awọn MOSFET Agbara fun ọna ti a ṣepọ pupọ, gẹgẹbi International Rectifier (International Rectifier) ​​HEXFET lilo ẹyọ hexagonal; Siemens (Siemens) SIPMOSFET lilo a square kuro; Motorola (Motorola) TMOS ni lilo ẹyọ onigun nipasẹ eto apẹrẹ “Pin”.

 

1.2 Agbara MOSFET opo ti isẹ

Ge-pipa: laarin awọn ọpa orisun-iṣan pẹlu ipese agbara to dara, awọn ọpa orisun-bode laarin foliteji jẹ odo. p agbegbe mimọ ati agbegbe drift N ti a ṣẹda laarin irẹjẹ ipadasẹhin PN junction J1, ko si ṣiṣan lọwọlọwọ laarin awọn ọpa orisun-iṣan.

Iṣeṣe: Pẹlu UGS foliteji rere ti a lo laarin awọn ebute orisun-bode, ẹnu-ọna naa ti ya sọtọ, nitorinaa ko si ṣiṣan lọwọlọwọ ẹnu-ọna. Sibẹsibẹ, awọn foliteji rere ti ẹnu-bode yoo Titari kuro awọn ihò ninu awọn P-ekun ni isalẹ o, ki o si fa awọn oligons-elekitironi ni P-ekun si awọn dada ti awọn P-ekun ni isalẹ ẹnu-bode nigbati UGS ni o tobi ju UT (foliteji titan tabi foliteji ala), ifọkansi ti awọn elekitironi lori dada ti P-ekun labẹ ẹnu-bode yoo jẹ diẹ sii ju ifọkansi ti awọn ihò, nitorinaa semikondokito iru P ti yipada sinu iru N ati ki o di ohun inverted Layer, ati awọn inverted Layer fọọmu ohun N-ikanni ati ki o mu PN junction J1 disappears, sisan ati conductive orisun.

 

1.3 Awọn abuda ipilẹ ti MOSFET Agbara

1.3.1 aimi Abuda.

Ibasepo laarin ID sisan lọwọlọwọ ati UGS foliteji laarin orisun ẹnu-ọna ni a pe ni abuda gbigbe ti MOSFET, ID ti o tobi ju, ibatan laarin ID ati UGS jẹ isunmọ laini, ati ite ti tẹ ni asọye bi Gfs transconductance .

 

Awọn abuda folti-ampere sisan (awọn abuda ti o wujade) ti MOSFET: agbegbe gige (ti o ni ibamu si agbegbe gige ti GTR); ekun ekunrere (ni ibamu si agbegbe imudara ti GTR); agbegbe ti kii ṣe itẹlọrun (ni ibamu si agbegbe ekunrere ti GTR). Agbara MOSFET n ṣiṣẹ ni ipo iyipada, ie, o yipada sẹhin ati siwaju laarin agbegbe gige ati agbegbe ti kii ṣe itẹlọrun. Agbara MOSFET ni diode parasitic laarin awọn ebute orisun omi sisan, ati pe ẹrọ naa n ṣe nigba ti a lo foliteji yiyipada laarin awọn ebute orisun omi. Agbara lori-ipinle ti MOSFET agbara ni olusọdipúpọ iwọn otutu rere, eyiti o dara fun isọgba lọwọlọwọ nigbati awọn ẹrọ ba sopọ ni afiwe.

 

1.3.2 Yiyipo Abuda;

Circuit idanwo rẹ ati awọn ọna igbi ilana iyipada.

Ilana titan; akoko idaduro akoko td (tan) - akoko akoko laarin akoko ti iwaju ati akoko nigbati uGS = UT ati iD bẹrẹ lati han; dide akoko tr- akoko akoko nigbati uGS dide lati uT si ẹnu-bode foliteji UGSP ni eyi ti MOSFET ti nwọ awọn ti kii-po lopolopo ekun; Iwọn ipo iduro ti iD jẹ ipinnu nipasẹ foliteji ipese sisan, UE, ati sisan Iwọn titobi UGSP ni ibatan si iye ipo iduro ti iD. Lẹhin ti UGS de UGSP, o tẹsiwaju lati dide labẹ iṣẹ ti oke titi ti o fi de ipo ti o duro, ṣugbọn iD ko yipada. Tan-an akoko ton-Apapọ ti akoko idaduro titan-an ati akoko dide.

 

Pa akoko idaduro td (pa) -Akoko akoko nigbati iD bẹrẹ lati dinku si odo lati akoko soke ṣubu si odo, Cin ti wa ni idasilẹ nipasẹ Rs ati RG, ati uGS ṣubu si UGSP ni ibamu si ohun ti a tẹ.

 

Akoko isubu tf- Akoko akoko lati igba ti uGS tẹsiwaju lati ṣubu lati UGSP ati iD dinku titi ti ikanni yoo fi parẹ ni uGS <UT ati ID ṣubu si odo. Pa akoko toff- Apapọ akoko idaduro-pipa ati akoko isubu.

 

1.3.3 MOSFET iyipada iyara.

MOSFET yiyi iyara ati gbigba agbara Cin ati gbigba agbara ni ibatan nla, olumulo ko le dinku Cin, ṣugbọn o le dinku idawọle ti inu ilohunsoke Rs lati dinku igbagbogbo akoko, lati mu iyara yi pada, MOSFET nikan dale lori adaṣe polytronic, ko si ipa ibi ipamọ oligotronic, ati nitorinaa ilana tiipa jẹ iyara pupọ, akoko iyipada ti 10-100ns, igbohunsafẹfẹ iṣiṣẹ le jẹ to 100kHz tabi diẹ sii, jẹ ga julọ ti awọn ẹrọ itanna akọkọ agbara.

 

Awọn ẹrọ iṣakoso aaye nilo fere ko si lọwọlọwọ titẹ sii ni isinmi. Bibẹẹkọ, lakoko ilana iyipada, agbara titẹ sii nilo lati gba agbara ati idasilẹ, eyiti o tun nilo iye kan ti agbara awakọ. Ti o ga igbohunsafẹfẹ iyipada, ti o tobi agbara awakọ ti o nilo.

 

1.4 Imudara iṣẹ ṣiṣe

Ni afikun si ohun elo ẹrọ lati ro foliteji ẹrọ, lọwọlọwọ, igbohunsafẹfẹ, sugbon tun gbọdọ Titunto si ni awọn ohun elo ti bi o lati dabobo awọn ẹrọ, ko lati ṣe awọn ẹrọ ni tionkojalo ayipada ninu awọn bibajẹ. Nitoribẹẹ thyristor jẹ apapo awọn transistors bipolar meji, papọ pẹlu agbara nla nitori agbegbe nla, nitorinaa agbara dv / dt rẹ jẹ ipalara diẹ sii. Fun di/dt o tun ni iṣoro agbegbe idari ti o gbooro sii, nitorinaa o tun fa awọn idiwọn to lagbara pupọ.

Ọran ti MOSFET agbara yatọ pupọ. Agbara dv/dt ati di/dt nigbagbogbo ni ifoju ni awọn ofin ti agbara fun nanosecond (dipo fun microsecond). Ṣugbọn pelu eyi, o ni awọn idiwọn iṣẹ ṣiṣe ti o ni agbara. Iwọnyi le ni oye ni awọn ofin ti ipilẹ ipilẹ ti MOSFET agbara kan.

 

Eto ti MOSFET agbara ati iyika deede ti o baamu. Ni afikun si agbara ni fere gbogbo apakan ti ẹrọ naa, o gbọdọ ṣe akiyesi pe MOSFET ni diode ti a ti sopọ ni afiwe. Lati oju-ọna kan, transistor parasitic tun wa. (Gẹgẹ bi IGBT tun ni thyristor parasitic). Iwọnyi jẹ awọn ifosiwewe pataki ninu iwadii ihuwasi agbara ti MOSFET.

 

Ni akọkọ gbogbo diode inu inu ti o so mọ eto MOSFET ni diẹ ninu agbara owusuwusu. Eyi maa n ṣalaye ni awọn ofin ti agbara owusuwusu kan ati agbara avalanche ti atunwi. Nigbati yiyipada di/dt ba tobi, diode wa labẹ abẹfẹlẹ pulse iyara pupọ, eyiti o ni agbara lati wọ agbegbe avalanche ati pe o le ba ẹrọ jẹ ni kete ti agbara owusuwusu ti kọja. Gẹgẹbi pẹlu diode ipade PN eyikeyi, ṣiṣayẹwo awọn abuda agbara rẹ jẹ eka pupọ. Wọn yatọ pupọ si imọran ti o rọrun ti ọna asopọ PN kan ti o nṣakoso ni itọsọna iwaju ati idinamọ ni itọsọna yiyipada. Nigbati lọwọlọwọ ba lọ silẹ ni iyara, diode npadanu agbara idinamọ yiyipada fun akoko kan ti a mọ si akoko imularada yiyipada. O tun wa akoko kan nigbati a nilo ipade PN lati ṣe ni iyara ati pe ko ṣe afihan resistance kekere pupọ. Ni kete ti abẹrẹ siwaju wa sinu diode ni MOSFET agbara kan, awọn gbigbe kekere ti abẹrẹ tun ṣafikun si idiju MOSFET bi ohun elo multitronic kan.

 

Awọn ipo igba diẹ ni ibatan pẹkipẹki si awọn ipo laini, ati pe abala yii yẹ ki o fun akiyesi to ni ohun elo naa. O ṣe pataki lati ni imọ-jinlẹ ti ẹrọ naa lati le dẹrọ oye ati itupalẹ awọn iṣoro ti o baamu.