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功率场效应晶体管(MOSFET)原理.pdf

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文档介绍

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(2) 漏极额定电压 UD
UD 是器件的标称额定值。

(3) 漏极电流 ID 和 IDM
ID 是漏极直流电流的额定参数;IDM 是漏极脉冲电流幅值。

(4) 栅极开启电压 UT
UT 又称阀值电压,是开通 Power MOSFET 的栅-源电压,它为转移特性的特性曲
线与横轴的交点。施加的栅源电压不能太大,否则将击穿器件。

(5) 跨导 gm
gm 是表征 Power MOSFET 栅极控制能力的参数。{{分页}}
三、电力场效应管的动态特性和主要参数
1、 动态特性动态特性主要描述输入量与输出量之间的时间关系,它影响器件的开关过程。由于
该器件为单极型,靠多数载流子导电,因此开关速度快、时间短,一般在纳秒数量级。
Power MOSFET 的动态特性。如图 3 所示。

Power MOSFET 的动态特性用图 3(a)电路测试。图中,up 为矩形脉冲电压信号
源;RS 为信号源内阻;RG 为栅极电阻;RL 为漏极负载电阻;RF 用以检测漏极电流。
Power MOSFET 的开关过程波形,如图 3(b)所示。
Power MOSFET 的开通过程:由于 Power MOSFET 有输入电容,因此当脉冲
电压 up 的上升沿到来时,输入电容有一个充电过程,栅极电压 uGS 按指数曲线上升。
当 uGS 上升到开启电压 UT 时,开始形成导电沟道并出现漏极电流 iD。从 u p 前沿时刻到
u =U
GS T,且开始出现 iD 的时刻,这段时间称为开通延时时间 td(on)。此后,iD 随 uGS 的
上升而上升,uGS 从开启电压 UT 上升到 Power MOSFET 临近饱和区的栅极电压 uGSP
这段时间,称为上升时间 tr。这样 Power MOSFET 的开通时间
=t +t (2)
ton d(on) r
Power MOSFET 的关断过程:当 up 信号电压下降到 0 时,栅极输入电容上储存
继续下降,
的电通过电阻荷 RS 和 RG 放电,使栅极电压按指数曲线下降,当下降到 uGSPi
D 才开始减小,这段时间称为关断延时时间 td(off)。此后,输入电容继续放电,uGS 继续
< SPAN> =0,这段时间称为下降时
下降,iD 也继续下降,到 uGS T 时导电沟道消失,iD
间 tf。这样 Power MOSFET 的关断时间
=t +t (3)
toff d(off) f
从上述分析可知,要提高器件的开关速度,则必须减小开关时间。在输入电容一定
的情况下,可以通过降低驱动电路的内阻 RS 来加快开关速度。
电力场效应管晶体管是压控器件,在静态时几乎不输入电流。但在开关过程中,需
要对输入电容进行充放电,故仍需要一定的驱动功率。工作