Muhtasari wa MOSFET

MOSFET ya Nguvu pia imegawanywa katika aina ya makutano na aina ya lango la maboksi, lakini kwa kawaida inahusu aina ya lango la MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), inayojulikana kama MOSFET ya nguvu (Power MOSFET). Transistor ya athari ya uga wa aina ya makutano kwa ujumla inaitwa transistor ya introdukni ya kielektroniki (Static Induction Transistor - SIT). Inajulikana na voltage ya lango kudhibiti sasa ya kukimbia, mzunguko wa gari ni rahisi, inahitaji nguvu kidogo ya gari, kasi ya kubadili haraka, mzunguko wa juu wa uendeshaji, utulivu wa mafuta ni bora kulikoGTR, lakini uwezo wake wa sasa ni mdogo, chini ya voltage, kwa ujumla inatumika tu kwa nguvu si zaidi ya 10kW ya vifaa vya umeme vya nguvu.

1. Nguvu ya muundo wa MOSFET na kanuni ya uendeshaji

Aina za MOSFET za Nguvu: kulingana na njia ya conductive inaweza kugawanywa katika P-channel na N-channel. Kulingana na amplitude lango voltage inaweza kugawanywa katika; aina ya kupungua; wakati voltage lango ni sifuri wakati nguzo ya kukimbia-chanzo kati ya kuwepo kwa njia ya kufanya, kuimarishwa; kwa kifaa cha kituo cha N (P), voltage ya lango ni kubwa kuliko (chini ya) sifuri kabla ya kuwepo kwa njia ya uendeshaji, MOSFET ya nguvu inaimarishwa hasa N-channel.

1.1 NguvuMOSFETmuundo　　

Nguvu ya muundo wa ndani wa MOSFET na alama za umeme; upitishaji wake moja tu polarity flygbolag (polys) kushiriki katika conductive, ni transistor unipolar. Uendeshaji wa utaratibu ni sawa na MOSFET yenye nguvu ya chini, lakini muundo una tofauti kubwa, MOSFET ya chini ya nguvu ni kifaa cha conductive cha usawa, MOSFET ya nguvu zaidi ya muundo wa conductive wima, pia inajulikana kama VMOSFET (Wima MOSFET) , ambayo inaboresha sana voltage ya kifaa cha MOSFET na uwezo wa kuhimili sasa.

Kulingana na tofauti katika muundo wima conductive, lakini pia kugawanywa katika matumizi ya Groove V-umbo kufikia conductivity wima ya VVMOSFET na ina conductive wima mbili-diffused MOSFET muundo wa VDMOSFET (Wima Double-diffusedMOSFET), karatasi hii inajadiliwa zaidi kama mfano wa vifaa vya VDMOS.

MOSFET za Nguvu kwa muundo mwingi uliojumuishwa, kama vile Kirekebishaji cha Kimataifa (Kirekebishaji cha Kimataifa) HEXFET kwa kutumia kitengo cha hexagonal; Siemens (Siemens) SIPMOSFET kutumia kitengo cha mraba; Motorola (Motorola) TMOS kwa kutumia kitengo cha mstatili kwa mpangilio wa umbo la "Pini".

1.2 Kanuni ya uendeshaji wa MOSFET ya Nguvu

Kukatwa: kati ya nguzo za chanzo cha kukimbia pamoja na usambazaji wa nguvu chanya, nguzo za chanzo cha lango kati ya voltage ni sifuri. eneo la p msingi na eneo la N drift lililoundwa kati ya upendeleo wa nyuma wa makutano ya PN J1, hakuna mtiririko wa sasa kati ya nguzo za chanzo cha maji.

Uendeshaji: Kwa voltage chanya ya UGS inayotumika kati ya vituo vya chanzo cha lango, lango limewekwa maboksi, kwa hivyo hakuna mtiririko wa lango. Walakini, voltage chanya ya lango itasukuma mbali mashimo katika eneo la P chini yake, na kuvutia oligons-elektroni katika eneo la P kwenye uso wa eneo la P chini ya lango wakati UGS ni kubwa kuliko UT (voltage ya kugeuka au kizingiti), mkusanyiko wa elektroni kwenye uso wa eneo la P chini ya lango itakuwa zaidi ya mkusanyiko wa mashimo, ili semiconductor ya aina ya P. kugeuzwa kuwa aina ya N na kuwa safu iliyogeuzwa, na safu iliyopinduliwa huunda chaneli N na kufanya makutano ya PN J1 kutoweka, kukimbia na kupitisha chanzo.

1.3 Sifa za Msingi za MOSFET za Nguvu

1.3.1 Tabia tuli.

Uhusiano kati ya kitambulisho cha sasa cha kukimbia na UGS wa voltage kati ya chanzo cha lango huitwa sifa ya uhamishaji ya MOSFET, kitambulisho ni kikubwa, uhusiano kati ya kitambulisho na UGS ni takriban mstari, na mteremko wa curve unafafanuliwa kama transconductance Gfs. .

Tabia za volt-ampere za kukimbia (sifa za pato) za MOSFET: kanda ya cutoff (inayofanana na eneo la cutoff la GTR); eneo la kueneza (sambamba na eneo la ukuzaji wa GTR); mkoa usio na kueneza (sambamba na eneo la kueneza la GTR). MOSFET ya nguvu inafanya kazi katika hali ya kubadili, yaani, inarudi na kurudi kati ya eneo la kukata na eneo lisilo la kueneza. MOSFET ya nguvu ina diode ya vimelea kati ya vituo vya chanzo cha kukimbia, na kifaa kinafanya wakati voltage ya nyuma inatumiwa kati ya vituo vya chanzo cha kukimbia. Upinzani wa hali ya juu wa MOSFET ya nguvu ina mgawo mzuri wa joto, ambayo ni nzuri kwa kusawazisha sasa wakati vifaa vimeunganishwa kwa sambamba.

1.3.2 Tabia Inayobadilika;

mzunguko wake wa mtihani na mabadiliko ya mchakato wa mawimbi.

Mchakato wa kuwasha; muda wa kuchelewa wa kuwasha td(on) - muda kati ya wakati wa mbele na wakati ambapo uGS = UT na iD huanza kuonekana; muda wa kupanda tr- kipindi cha wakati uGS inapoinuka kutoka uT hadi voltage ya lango UGSP ambapo MOSFET inaingia katika eneo lisilojaa; thamani ya hali ya uthabiti ya kitambulisho imedhamiriwa na voltage ya usambazaji wa maji, UE, na mkondo wa maji Ukubwa wa UGSP unahusiana na thamani ya hali thabiti ya iD. Baada ya UGS kufikia UGSP, inaendelea kuinuka chini ya hatua ya juu hadi kufikia hali thabiti, lakini iD haijabadilishwa. Muda wa kuwasha tani-Jumla ya muda wa kuchelewa kuwasha na wakati wa kupanda.

Muda wa kuchelewa kwa td(off) -Kipindi cha muda ambapo iD inaanza kupungua hadi sifuri kutoka wakati juu inashuka hadi sifuri, Cin inatolewa kupitia Rs na RG, na uGS huangukia kwa UGSP kulingana na mkondo wa mwangaza.

Wakati wa kuanguka tf- Kipindi cha muda kuanzia wakati uGS inaendelea kushuka kutoka UGSP na kitambulisho hupungua hadi kituo kitakapotoweka kwa uGS < UT na kitambulisho kushuka hadi sifuri. Muda wa kuzima - Jumla ya muda wa kuchelewa kwa kuzima na wakati wa kuanguka.

1.3.3 kasi ya kubadili MOSFET.

MOSFET byte kasi na Cin malipo na kutekeleza ina uhusiano mkubwa, mtumiaji hawezi kupunguza Cin, lakini inaweza kupunguza kuendesha mzunguko wa ndani upinzani Rupia ili kupunguza muda wa mara kwa mara, ili kuongeza kasi ya byte kasi, MOSFET tu kutegemea conductivity polytronic, hakuna athari ya hifadhi ya oligotronic, na hivyo mchakato wa kuzima ni wa haraka sana, wakati wa kubadili wa 10-100ns, mzunguko wa uendeshaji unaweza kuwa hadi 100kHz au zaidi, ni ya juu zaidi ya vifaa kuu vya umeme vya nguvu.

Vifaa vinavyodhibitiwa na uga vinahitaji karibu hakuna mkondo wa kuingiza sauti wakati wa kupumzika. Hata hivyo, wakati wa mchakato wa kubadili, capacitor ya pembejeo inahitaji kushtakiwa na kuruhusiwa, ambayo bado inahitaji kiasi fulani cha nguvu za kuendesha gari. Ya juu ya mzunguko wa kubadili, nguvu kubwa ya gari inahitajika.

1.4 Uboreshaji wa utendaji wa nguvu

Mbali na kifaa maombi ya kuzingatia voltage kifaa, sasa, frequency, lakini pia lazima bwana katika maombi ya jinsi ya kulinda kifaa, si kufanya kifaa katika mabadiliko ya muda mfupi katika uharibifu. Bila shaka thyristor ni mchanganyiko wa transistors mbili za bipolar, pamoja na uwezo mkubwa kutokana na eneo kubwa, hivyo uwezo wake wa dv/dt ni hatari zaidi. Kwa di/dt pia ina shida ya mkoa wa upitishaji, kwa hivyo pia inaweka mapungufu makubwa.

Kesi ya MOSFET ya nguvu ni tofauti kabisa. Uwezo wake wa dv/dt na di/dt mara nyingi hukadiriwa kulingana na uwezo kwa nanosecond (badala ya kwa sekunde ndogo). Lakini licha ya hili, ina mapungufu ya utendaji wa nguvu. Hizi zinaweza kueleweka katika suala la muundo wa msingi wa MOSFET ya nguvu.

Muundo wa MOSFET ya nguvu na mzunguko wake unaofanana. Mbali na capacitance karibu kila sehemu ya kifaa, ni lazima izingatiwe kuwa MOSFET ina diode iliyounganishwa kwa sambamba. Kutoka kwa mtazamo fulani, pia kuna transistor ya vimelea. (Kama vile IGBT pia ina thyristor ya vimelea). Hizi ni mambo muhimu katika utafiti wa tabia ya nguvu ya MOSFETs.

Kwanza kabisa, diode ya ndani iliyounganishwa na muundo wa MOSFET ina uwezo fulani wa poromoko. Hii kawaida huonyeshwa kwa suala la uwezo mmoja wa Banguko na uwezo wa kurudia wa Banguko. Wakati di/dt ya nyuma ni kubwa, diode inakabiliwa na msukumo wa kasi sana, ambao una uwezo wa kuingia eneo la maporomoko ya theluji na uwezekano wa kuharibu kifaa mara tu uwezo wake wa banguko unapopitwa. Kama ilivyo kwa diodi yoyote ya makutano ya PN, kuchunguza sifa zake zinazobadilika ni ngumu sana. Wao ni tofauti sana na dhana rahisi ya makutano ya PN inayofanya katika mwelekeo wa mbele na kuzuia katika mwelekeo wa nyuma. Wakati wa sasa unashuka kwa kasi, diode hupoteza uwezo wake wa kuzuia nyuma kwa muda unaojulikana kama wakati wa kurejesha nyuma. pia kuna kipindi cha wakati ambapo makutano ya PN yanahitajika kufanya haraka na haionyeshi upinzani mdogo sana. Mara tu kunapochomwa sindano ya mbele kwenye diode katika MOSFET yenye nguvu, vibebaji vidogo vilivyodungwa pia huongeza utata wa MOSFET kama kifaa cha aina nyingi.

Hali za muda mfupi zinahusiana kwa karibu na masharti ya mstari, na kipengele hiki kinapaswa kupewa tahadhari ya kutosha katika maombi. Ni muhimu kuwa na ujuzi wa kina wa kifaa ili kuwezesha uelewa na uchambuzi wa matatizo yanayofanana.