文档介绍：会计学
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功率场效应晶体管
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第三章 电力场效应晶体管
电力MOSFET的种类
 按导电沟道可分为P沟道和N沟道。
耗尽型——当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道。
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。
 电力MOSFET主要是N沟道增强型。
1）电力MOSFET的结构和工作原理
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第三章 电力场效应晶体管
电力MOSFET的结构
是单极型晶体管。
导电机理与小功率MOS管相同，但结构上有较大区别。
采用多元集成结构，不同的生产厂家采用了不同设计。
图1-19 电力MOSFET的结构和电气图形符号
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电力场效应晶体管
小功率MOS管是横向导电器件。
电力MOSFET大都采用垂直导电结构，又称为VMOSFET（Vertical MOSFET）。
按垂直导电结构的差异，分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET（Vertical Double-diffused MOSFET）。
这里主要以VDMOS器件为例进行讨论。
电力MOSFET的结构
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电力场效应晶体管
截止：漏源极间加正电源，栅源极间电压为零。
P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏，漏源极之间无电流流过。
导电：在栅源极间加正电压UGS
当UGS大于UT时，P型半导体反型成N型而成为反型层，该反型层形成N沟道而使PN结J1消失，漏极和源极导电 。
图1-19 电力MOSFET的结构和电气图形符号
电力MOSFET的工作原理
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电力场效应晶体管
(1) 静态特性
漏极电流ID和栅源间电压UGS的关系称为MOSFET的转移特性。
ID较大时，ID与UGS的关系近似线性，曲线的斜率定义为跨导Gfs。
0
10
20
30
50
40
2
4
6
8
a)
10
20
30
50
40
0
b)
10
20
30
50
40
饱和区
非
饱
和
区
截止区
I
D
/
A
U
T
U
GS
/
V
U
DS
/
V
U
GS
=
U
T
=3V
U
GS
=4V
U
GS
=5V
U
GS
=6V
U
GS
=7V
U
GS
=8V
I
D
/
A
图1-20 电力MOSFET的转移特性和输出特性
a) 转移特性 b) 输出特性
2）电力MOSFET的基本特性
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电力场效应晶体管
截止区（对应于GTR的截止区）
饱和区（对应于GTR的放大区）
非饱和区（对应GTR的饱和区）
工作在开关状态，即在截止区和非饱和区之间来回转换。
漏源极之间有寄生二极管，漏源极间加反向电压时器件导通。
通态电阻具有正温度系数，对器件并联时的均流有利。
图1-20电力MOSFET的转移特性和输出特性
a) 转移特性 b) 输出特性
MOSFET的漏极伏安特性：
0
10
20
30
50
40
2
4
6
8
a)
10
20
30
50
40
0
b)
10
20
30
50
40
饱和区
非
饱
和
区
截止区
I
D
/
A
U
T
U
GS
/
V
U
DS
/
V
U
GS
=
U
T
=3V
U
GS
=4V
U
GS
=5V
U
GS
=6V
U
GS
=7V
U
GS
=8V
I
D
/
A
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电力场效应晶体管
开通过程
开通延迟时间td(on)
上升时间tr
开通时间ton——开