mosfet并联设计及研究

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1、电力电子技术课程设计班级：学号：姓名：指导老师：蒋伟扬州大学水利与能源动力工程学院电气工程及其自动化-15-目录第一章课题要求-2-一、课程设计的目的-2-二、课程设计报告的要求-2-第二章MOS管工作原理及介绍-3-2.1MOS管种类和结构 -3-2.2定义-3-2.3详细介绍-3-第三章ＭＯＳＦＥＴ的并联设计-5-3.1ＭＯＳ管并联的作用-5-3.2影响并联均流的因素-5-3.3MOSFET驱动电阻的选择-6-3.4泄放电阻的作用-10-第四章主电路的设计-11-4.1ＭＯＳ管并联的原理-11-第五章课程设计总结-15-第六章参考文献-16--

2、15-第一章课题要求一、课程设计的目的1进一步熟悉和掌握电力电子原器件的特性；2进一步熟悉和掌握电力电子电路的拓扑结构和工作原理3掌握电力电子电路设计的基本方法和技术，掌握有关电路参数设计方法；4培养对电力电子电路的性能分析的能力；5培养撰写研究设计报告的能力。通过对一个电力电子电路的初步设计，巩固已学的电力电子技术课程设计知识，提高综合应用能力，为今后从事电力电子装置的设计工作打下基础。二、课程设计报告的要求1、题目：MOSFET并联的设计及研究2、课程设计的内容1主电路方案确定2绘制电路原理图、分析理论波形3器件额定参数的计算4建立仿真模型并进

3、行仿真实验5电路性能分析：输出波形、器件上波形、参数的变化、谐波分析、故障分析等-15-第二章MOS管工作原理及介绍2.1MOS管种类和结构 mos管是金属(metal)—氧化物(oxid—半导体(semiconductor)场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。MOS管的source和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。2.2定义双极型晶体管把输入端电流的微小变化放大后，在输出端输出一个大的电

4、流变化。双极型晶体管的增益就定义为输出输入电流之比（beta）。另一种晶体管，叫做场效应管（FET），把输入电压的变化转化为输出电流的变化。FET的增益等于它的transconductance，定义为输出电流的变化和输入电压变化之比。市面上常有的一般为N沟道和P沟道，详情参考右侧图片（N沟道耗尽型MOS管）。而P沟道常见的为低压Mos管。场效应管的名字也来源于它的输入端（称为gate）通过投影一个电场在一个绝缘层上来影响流过晶体管的电流。事实上没有电流流过这个绝缘体，所以FET管的GATE电流非常小。最普通的FET用一薄层二氧化硅来作为GATE极下

5、的绝缘体。这种晶体管称为金属氧化物半导体(MOS)晶体管，或,金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）。因为MOS管更小更省电，所以他们已经在很多应用场合取代了双极型晶体管。2.3详细介绍首先考察一个更简单的器件——MOS电容——能更好的理解MOS管。这个器件有两个电极，一个是金属，另一个是extrinsicsilicon（外在硅），他们之间由一薄层二氧化硅分隔开。金属极就是GATE，而半导体端就是backgate或者body。他们之间的绝缘氧化层称为gatedielectric（栅介质）。图示中的器件有一个轻掺杂P型硅做成的backgate。这个

6、MOS电容的电特性能通过把backgate接地，gate接不同的电压来说明。MOS电容的GATE电位是0V。金属GATE和半导体BACKGATE在WORKFUNCTION上的差异在电介质上产生了一个小电场。在器件中，这个电场使金属极带轻微的正电位，P型硅负电位。这个电场把硅中底层的电子吸引到表面来，它同时把空穴排斥出表面。这个电场太弱了，所以载流子浓度的变化非常小，对器件整体的特性影响也非常小。当MOS电容的GATE相对于BACKGATE正偏置时发生的情况。穿过GATEDIELECTRIC的电场加强了，有更多的电子从衬底被拉了上来。同时，空穴被排斥

7、出表面。随着GATE电压的升高，会出现表面的电子比空穴多的情况。由于过剩的电子，硅表层看上去就像N型硅。掺杂极性的反转被称为inversion，反转的硅层叫做channel。随着GATE电压的持续不断升高，越来越多的电子在表面积累，channel变成了强反转。Channel形成时的电压被称为阈值电压Vt。当GATE和BACKGATE之间的电压差小于阈值电压时，不会形成channel。当电压差超过阈值电压时，channel就出现了。MOS电容：（A）未偏置（VBG=0V），（B）反转（VBG=3V），（C）积累（VBG=-3V）。正是当MOS电容的G

8、ATE相对于backgate是负电压时的情况。电场反转，往表面吸引空穴排斥电子。硅表层看上去更重的掺杂了，这个器件被认为是