资源描述：
《功率场效应晶体管(MOSFET)原理(新)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、功率场效应晶体管结构和工作原理北京华芯微半导体有限公司兰怀迎功率场效应管(PowerMOSFET)是一种单极型的电压控制器件，不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点，特别适于高频化电力电子装置，如应用于DC/DC变换、开关电源、电机调速等电子电器设备中。一、功率场效应管种类和结构介绍功率场效应晶体管种类和结构有许多种，按导电沟道可分为N沟道和P沟道，同时又有耗尽型和增强型之分，N沟道增强型绝缘栅功率场效应管为主要应用。IR公司常见N沟道产品:IRFE120,IRFE130,IRFM140,IRFM150,IRFE
2、230,IRFM240,IRFM250,IRFV260,IRFM350,IRFM360,IRFM450,IRFM460等等，北京华芯微半导体有限公司目前的N沟道产品:GHRM24100TGGHRM910THGHRM3100TFHRM540HRM7225G,HRM7228H,HRM260D,HRM4760K,HRM94N60等等14功率场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同，但结构有很大区别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件，导电沟道平行于芯片表面，横向导电。功率场效应晶体管大多采用垂直导电结构，提高了器件的耐电压和耐电流的能力。功率场效
3、应晶体管采用多单元集成结构，一个器件由成千上万个小的MOSFET组成，图1(a)所示N沟道增强型双扩散功率场效应晶体管一个单元的剖面图,电气符号如图1(b)所示。 功率14场效应晶体管有3个端子：漏极D、源极S和栅极G。当漏极接电源正，源极接电源负时，栅极和源极之间电压为0，沟道不导电，管子处于截止。如果在栅极和源极之间加一正向电压VGS，并且使VGS大于或等于管子的开启电压VGS(th)，则管子开通，在漏、源极间流过电流ID。VGS超过VGS(th)越大，导电能力越强，漏极电流越大。二、功率场效应管的静态特性和主要参数PowerMOSFET静态特性
4、主要指输出特性和转移特性，与静态特性对应的主要参数有漏极击穿电压BVDSS（V）、导通时的漏极电流ID(A)和栅极开启电压VGS(th)（V）等。1、静态特性（1）输出特性输出特性即是漏极的伏安特性。特性曲线如图2(b)所示。由图所见，输出特性分为截止、饱和与非饱和3个区域。这里饱和、非饱和的概念与双极性晶体管（GTR）不同。饱和是指漏极电流ID不随漏源电压VDS的增加而增加，也就是基本保持不变；非饱和区内，VGS一定时，ID随VDS增加呈线性关系变化。14HRM94N60输出特性曲线（2）转移特性14 转移特性表示漏极电流ID与栅源之间电压VGS的
5、转移特性关系曲线，如图2(a)所示。转移特性可表示出器件的放大能力，并且是与GTR中的电流增益β相似。由于PowerMOSFET是压控器件，因此用跨导这一参数来表示。跨导定义为 （1）图中VGS(th)为开启电压，只有当VGS=VGS(th)时才会出现导电沟道，产生漏极电流ID。HRM94N60转移特性曲线2、 主要参数（1） 漏-源击穿电压BVDSS在指定的温度和栅极源极短接情况下，流过漏极电流达到一个特定值时的漏源电压。这种情况下的漏源电压为雪崩击穿电压，BVDSS14是正温度系数，BVDS
6、S随结温的升高而升高，这点正好与GTR(双极晶体管)相反。HRM94N60BVDSS-TJ曲线（2） 最大栅源电压 VGS：VGS额定电压是栅源两极间可以施加的最大电压。设定该额定电压的主要目的是防止电压过高导致的栅氧化层损伤。实际栅氧化层可承受的电压远高于额定电压，但是会随制造工艺的不同而改变，因此保持VGS在额定电压以内可以保证应用的可靠性。（3） 连续漏极电流 ID：定义为芯片在最大额定结温TJ(max)下，管壳表面温度在25℃或者更高温度下，可允许通过漏极和源极的最大连续直流电流。HRM94N60ID-TC温度特性曲线：14（4）
7、脉冲漏极电流 IDM：该参数反映了器件可以处理的脉冲电流的高低，脉冲电流要远高于连续的直流电流。（5）容许沟道总功耗PD（6）阈值电压VGS(th):是指加在栅极（G）源极(S)两端能使漏极(D)开始有电流的电压，或关断MOSFET时电流消失时的电压。正常情况下，所有的MOS栅极器件的阈值电压都会有所不同。因此，VGS(th)的变化范围是规定好的。VGS(th)是负温度系数，当温度上升时，MOSFET将会在比较低的栅源电压下开启，VGS(th)将会降低。14HRM94N60VGS(TH)-TC特性曲线：（7）导通电阻RDS(on)：RDS(on)是指在
8、特定的漏电流（通常为ID电流的一半）、栅源电压和TJ=25℃的情况下测得的漏-源电阻。RDS(
