文档介绍：第八章功率二极管与晶体管(3)
第八章功率晶体管功率场效应晶体管(MOSFET)
绝缘栅晶体管(IGBT)
与二极管(3)
场控半导体
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二. 场效应晶体管 1. MOSFET的结构和工作原理
也分为结型和绝缘栅型(类似小功率Field 功率MOSFET的种类
Effect Transistor——FET)
通常指绝缘栅型的 MOS 型( Metal Oxide
Semiconductor FET)--简称功率MOSFET(Power
MOSFET)
特点——用栅极电压来控制漏极电流
驱动电路简单,需要的驱动功率小
开关速度快,工作频率高
热稳定性优于GTR
电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过
10kW的电力电子装置
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1. 复****MOSFET的结构和工作原理复****MOSFET的结构
结型MOSFET 绝缘栅型场效应管
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第八章功率二极管与晶体管(3)
MOSFET的种类 MOSFET的种类
按导电机理不同可分为结型和绝缘珊型绝缘栅型MOSFET分为耗尽型和增强型
耗尽型——当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟
结型——外加电场控制场效应晶体管栅-源之间道
PN结耗尽层宽度变化来控制沟道电导增强型——对于N(P)沟道器件,栅极电压大于(小
于)零时才存在导电沟道
绝缘栅型——栅极G与其余两个电极之间是绝缘
按导电沟道可分为P沟道和N沟道
的,外加电场控制半导体中感应电荷量的变化控功率MOSFET主要是N沟道增强型
制沟道电导的,所以称为绝缘栅型。
(大功率MOSFET一般不用P沟道,空穴的迁移率比电子
导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电, 低,导通电阻大)
是单极型晶体管
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MOSFET的结构与导电机理
VGS-VDS与VT的关系
VDS=0,VGS<VT, 工作在截止区
当VDS>0, VGD=VGS-VDS
当 VGD=VGS-VDS<VT时,靠近漏极的沟道
夹断
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四个工作区
截止:栅源极间电压为零,漏源极间加正电源
P基区与N漂移区之间形成的PN结反偏,漏源极之间无电流流过
VGS<VT, 工作在截止区
当VGD=VGS-VDS>VT时,
可变电阻区(导通状态) 导电:在栅源极间加正电压UGS
当 V =V -V <V 时,
GD GS DS T 栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开,而将P区中
饱和区(恒流区,等效于的少子——电子吸引到栅极下面的P区表面
晶体管的放大区!)
击穿区:VDS增加到一定当UGS大于UT(开启电压或阈值电压)时,栅极下P区表面
量,漏极PN击穿,漏电流的电子浓度将超过空穴浓度,使P型半导体反型成N型而
迅速增大成为反型层,该反型层形成N沟道而使PN结消失,漏极
和源极导电
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第八章功率二极管与晶体管(3)
功率MOSFET的结构垂直V形槽的MOSFET的结构
导电机理与小功率MOS管相同,结构上有较大区
别小功率MOS管是横向导电器件
功率MOS