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双极型晶体管
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7.5 变压器铜损的计算
7.5.1 概述
7.5.2 集肤效应
7.5.3 集肤效应——数量关系
7.5.4 不同规格的线径在不同频率下的交/直流阻抗比
7.5.5 矩形波电流的集肤效应[14]
7.5.6 邻近效应
第8章 双极型大功率晶体管的基极驱动电路
8.2 双极型基极驱动电路的设计规则
8.2.1 器件导通期间的电流要求
本书的主要内容包括：集成电路有源器件模型，双极型、MOS、BiCMOS集成电路技术，单晶体管和多晶体管放大器，电流镜、有源负载及其电压和电流参考值，输出级，单端输出的运算放大器，集成电路的频率响应，反馈，反馈放大器的频率响应与稳定性，非线性模拟电路，集成电路中的噪声，全差分运算放大器。本书可用作高等学校电子信息类本科生的教材或参考书。
模拟集成电路的分析与设计目录 第一章 集成电路...
7.5.2集肤效应7.5.3集肤效应——数量关系7.5.4不同规格的线径在不同频率下的交/直流阻抗比7.5.5矩形波电流的集肤效应[14]7.5.6邻近效应参考文献第8章双极型大功率晶体管的基极驱动电路8.1概述8.2双极型基极驱动电路的设计规则8.2.1器件导通期间的电流要求8.2.2导通瞬间基极过驱动峰值输入电流ib8.2.3基极关断反向电流尖峰ib8.2.4关断瞬间基射极间的反向电压尖峰8.2.5...
场效应管工作原理简介场效应管工作原理（2）1.什么叫场效应管？ Fffect Transistor 的缩写,即为场效应晶体管。一般的晶体管是由两种极性的 载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为 双极型晶体管,而 FET 仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极 型晶体管。FET 应用范围很广,但不能说现在普及的双极 型晶体管都...
4.1.1 晶体管的开关过程
4.1.2 开关时间的物理意义及减小的方法
4.1.3 抗饱和技术
4.2 双极型晶体管的基极驱动电路
4.2.1 一般基极驱动电路
4.2.2 高压双极型晶体管基极驱动电路
4.2.3 比例基极驱动电路
4.3 功率场效应管
4.3.1 功率场效应管的主要参数
4.3.2 功率场效应管的静态特性
第三节 半桥式逆变器电路 50
一、电压馈电半桥式逆变器电路 51
二、电流馈电半桥式逆变器电路 59
第四节 自振荡IC驱动的半桥式逆变器电路 62
一、由NE555时基电路组成的它激式半桥逆变器电路 63
二、由自振荡IC直接驱动的MOSFET半桥逆变器电路 64
第五节 全桥式逆变器电路 74
第五章 逆变器中功率开关晶体管 77
第一节 双极型晶体管的开关...
&&& 半导体三极管有两大类型，&&&&&&& 一是双极型半导体三极管&&&&&&& 二是场效应半导体三极管1.3 双极型晶体管（BJT）1.3.1& BJT的结构及类型1.3.3& BJT的共射特性曲线...
2.4.1 PN结的形成
2.4.2 PN结型二极管特性
2.4.3 肖特基接触和肖特基结二极管
2.4.4 欧姆接触
2.5 双极型晶体管
2.5.1 双极型晶体管的基本结构
2.5.2 双极型晶体管的工作原理
2.6 MOS晶体管的基本结构与工作原理
2.6.1 MOS晶体管的基本结构
2.6.2 MOS晶体管的基本工作原理
2.6.3 MOS晶体管性能分析
，无论多么复杂的数字系统，都是由为数不多的基本门电路组成的，所以我们要首先学习逻辑门电路。逻辑门电路，按照工艺分类，主要有2种类型：双极型门电路和MOS门电路。简单地说，用双极型晶体管构成的门电路叫做双极型门电路，用MOS场效应管构成的门电路叫做MOS门电路。集成电路正朝着高速、低耗、大密度集成的方向发展。双极型门电路速度较高但功耗较大，所以，除在高速等领域外已渐少用。MOS电路功耗低，适於大规模...
Field Effect Transistor的缩写,即为场效应晶体管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。FET应用范围很广,但不能说现在普及的双极型晶体管都可以用FET替代。然而，由于FET的特性与双极型晶体管的特性完全不同，能构成技术性能非常好的电路。...
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匹配失调电压温漂 — 取决于晶体管对的匹配双极结型晶体管放大器的输入失调电流 — 取决于晶体管β值的匹配
一些取决于内部元件基本特性的参数，双通道运放或四通道运放比单通道单运放更匹配，例如：增益带宽积——取决于绝对电容值和电流压摆率——取决于绝对电容值和电流无输入偏置电流消除的双极节型晶体管运放的输入偏置电流
老前辈可能还记得早期双通道运放就规定值的百分比来看，也倾向于更加匹配。但这些老片子的...
开关频率越高，损失也越大。
& & 导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大。缩短开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。
开关功率mos扫盲
4，MOS管驱动
跟双极性晶体管相比，一般认为使MOS管导通不需要电流，只要GS电压高于一定的值，就可以了。这个很容易做到，但是，我们...
场效应管的衬底（B）与源析（S）连在一起，它的三个极分别为栅极（G）、漏极（D）和源极（S）。晶体管分NPN和PNP管，它的三个极分别为基极（b）、集电极（c）、发射极（e）。场效应管的G、D、S极与晶体管的b、c、e极有相似的功能。绝缘栅型效应管和结型场效应管的区别在于它们的导电机构和电流控制原理根本不同，结型管是利用耗尽区的宽度变化来改变导电沟道的宽窄以便控制漏极电流，绝缘栅型场效应管则是用半导体...
ID(international data)&&国际数据
IGBT(insulated gate bipolar transistor)&&绝缘栅双极型晶体管
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I／O(input／output)& ...
(线长相同)。当然，L2也需要清理位置。于是L2将内容推入L3，最后L3将它推入主存。这种逐出操作一级比一级昂贵。这里所说的是现代AMD和VIA处理器所采用的独占型缓存(exclusive cache)。而Intel采用的是包容型缓存(inclusive cache)，{并不完全正确，Intel有些缓存是独占型的，还有一些缓存具有独占型缓存的特点。}L1d的每条线同时存在于L2里。对这种缓存，逐出...
的控制极相接。4路输出信号用来控制晶闸管的导通与否，从而使得串接在晶闸管阳极回路中的灯串HL1～HL4闪亮。
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需要。要用分立组件设计一种简单的大电流放大器，您需要放大器、双极结型晶体管（BJT）和二极管。图1所示就是这样的一个范例，通常用于电机驱动器应用。该实施方案可驱动解析器（用来测量电机轴旋转角度）的励磁线圈。您可在许多汽车和工业应用中找到放大器设计（如驱动电感性负载）。这种典型的解决方案会在电路板空间和输出晶体管偏置方面给设计人员带来挑战。
此外，还需提供附加电路以实现过电流保护功能，这增加了分立...
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TVP管，对电路进行快速过压保护，分双极型和单极型两种，按峰值功率（500W－5000W）和电压（8.2V～200V）分类。
18.双基极二极管（单结晶体管）
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19.发光二极管
真人秀版晶体管是如何工作的：.cn/course/2175
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这个课程用真人秀的方式展示晶体管三个极的关系...
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场效应管原理及其与晶体管的比较
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场效应管与晶体管的比较
(1)场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。
(2)场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。
(3)有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体
场效应管与晶体管的比较
(1)场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。
(2)场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。
(3)有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好。
(4)场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。
1.什么叫场效应管？
Fffect Transistor的缩写,即为场效应晶体管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为
双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。FET应用范围很广,但不能说现在普及的双极
型晶体管都可以用FET替代。然而,由于FET的特性与双极型晶体管的特性完全不同,能构成技术性能非常好的电路。
一、场效应管的分类
场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管(JFET)因有两个PN结而得名,绝缘栅型场效应管(JGFET)则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中,应用最为广泛的是MOS场效应管,简称MOS管(即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET);此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管,以及最近刚问世的&MOS场效应管、VMOS功率模块等。
按沟道半导体材料的不同,结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分,场效应管又可分成耗尽型与增强型。结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。
场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类。见下图。
二、场效应三极管的型号命名方法
现行有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同,第三位字母J代表结型场效应管,O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表 材料,D是P型硅,反型层是N沟道;C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管,3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。
第二种命名方法是CS&&#,CS代表场效应管,&&以数字代表型号的序号,#用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。
三、场效应管的参数
场效应管的参数很多,包括直流参数、交流参数和极限参数,但一般使用时关注以下主要参数:
1、I DSS & 饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压U GS=0时的漏源电流。
2、UP & 夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压。
3、UT & 开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压。
4、gM & 跨导。是表示栅源电压U GS & 对漏极电流I D的控制能力,即漏极电流I D变化量与栅源电压UGS变化量的比值。gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数。
5、BUDS & 漏源击穿电压。是指栅源电压UGS一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BUDS。
6、PDSM & 最大耗散功率。也是一项极限参数,是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。
7、IDSM & 最大漏源电流。是一项极限参数,是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过IDSM
几种常用的场效应三极管的主要参数
四、场效应管的作用
1、场效应管可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器。
2、场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。
3、场效应管可以用作可变电阻。
4、场效应管可以方便地用作恒流源。
5、场效应管可以用作电子开关。
五、场效应管的测试
1、结型场效应管的管脚识别:
场效应管的栅极相当于晶体管的基极,源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。将万用表置于R&1k档,用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等,均为数K&O时,则这两个管脚为漏极D和源极S(可互换),余下的一个管脚即为栅极G。对于有4个管脚的结型场效应管,另外一极是屏蔽极(使用中接地)。
2、判定栅极
用万用表黑表笔碰触管子的一个电极,红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小,说明均是正向电阻,该管属于N沟道场效应管,黑表笔接的也是栅极。
制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的,可以互换使用,并不影响电路的正常工作,所以不必加以区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。
注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高,栅源间的极间电容又很小,测量时只要有少量的电荷,就可在极间电容上形成很高的电压,容易将管子损坏。
3、估测场效应管的放大能力
将万用表拨到R&100档,红表笔接源极S,黑表笔接漏极D,相当于给场效应管加上1.5V的电源电压。这时表针指示出的是D-S极间电阻值。然后用手指捏栅极G,将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。由于管子的放大作用,UDS和ID都将发生变化,也相当于D-S极间电阻发生变化,可观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极时表针摆动很小,说明管子的放大能力较弱;若表针不动,说明管子已经损坏。
由于人体感应的50Hz交流电压较高,而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同,因此用手捏栅极时表针可能向右摆动,也可能向左摆动。少数的管子RDS减小,使表针向右摆动,多数管子的RDS增大,表针向左摆动。无论表针的摆动方向如何,只要能有明显地摆动,就说明管子具有放大能力。
本方法也适用于测MOS管。为了保护MOS场效应管,必须用手握住螺钉旋具绝缘柄,用金属杆去碰栅极,以防止人体感应电荷直接加到栅极上,将管子损坏。
MOS管每次测量完毕,G-S结电容上会充有少量电荷,建立起电压UGS,再接着测时表针可能不动,此时将G-S极间短路一下即可。
目前常用的结型场效应管和MOS型绝缘栅场效应管的管脚顺序如下图所示。
六、常用场效用管
1、MOS场效应管
即金属-氧化物-半导体型场效应管,英文缩写为MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor),属于绝缘栅型。其主要特点是在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层,因此具有很高的输入电阻(最高可达1015&O)。它也分N沟道管和P沟道管,符号如图1所示。通常是将衬底(基板)与源极S接在一起。根据导电方式的不同,MOSFET又分增强型、耗尽型。所谓增强型是指:当VGS=0时管子是呈截止状态,加上正确的VGS后,多数载流子被吸引到栅极,从而&增强&了该区域的载流子,形成导电沟道。耗尽型则是指,当VGS=0时即形成沟道,加上正确的VGS时,能使多数载流子流出沟道,因而&耗尽&了载流子,使管子转向截止。
以N沟道为例,它是在P型硅衬底上制成两个高掺杂浓度的源扩散区N+和漏扩散区N+,再分别引出源极S和漏极D。源极与衬底在内部连通,二者总保持等电位。图1(a)符号中的前头方向是从外向电,表示从P型材料(衬底)指身N型沟道。当漏接电源正极,源极接电源负极并使VGS=0时,沟道电流(即漏极电流)ID=0。随着VGS逐渐升高,受栅极正电压的吸引,在两个扩散区之间就感应出带负电的少数载流子,形成从漏极到源极的N型沟道,当VGS大于管子的开启电压VTN(一般约为+2V)时,N沟道管开始导通,形成漏极电流ID。
国产N沟道MOSFET的典型产品有3DO1、3DO2、3DO4(以上均为单栅管),4DO1(双栅管)。它们的管脚排列(底视图)见图2。
MOS场效应管比较&娇气&。这是由于它的输入电阻很高,而栅-源极间电容又非常小,极易受外界电磁场或静电的感应而带电,而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压(U=Q/C),将管子损坏。因此了厂时各管脚都绞合在一起,或装在金属箔内,使G极与S极呈等电位,防止积累静电荷。管子不用时,全部引线也应短接。在测量时应格外小心,并采取相应的防静电感措施。
MOS场效应管的检测方法
(1)．准备工作
测量之前,先把人体对地短路后,才能摸触MOSFET的管脚。最好在手腕上接一条导线与大地连通,使人体与大地保持等电位。再把管脚分开,然后拆掉导线。
(2)．判定电极
将万用表拨于R&100档,首先确定栅极。若某脚与其它脚的电阻都是无穷大,证明此脚就是栅极G。交换表笔重测量,S-D之间的电阻值应为几百欧至几千欧,其中阻值较小的那一次,黑表笔接的为D极,红表笔接的是S极。日本生产的3SK系列产品,S极与管壳接通,据此很容易确定S极。
(3)．检查放大能力(跨导)
将G极悬空,黑表笔接D极,红表笔接S极,然后用手指触摸G极,表针应有较大的偏转。双栅MOS场效应管有两个栅极G1、G2。为区分之,可用手分别触摸G1、G2极,其中表针向左侧偏转幅度较大的为G2极。
目前有的MOSFET管在G-S极间增加了保护二极管,平时就不需要把各管脚短路了。
& MOS场效应晶体管使用注意事项。
MOS场效应晶体管在使用时应注意分类,不能随意互换。MOS场效应晶体管由于输入阻抗高(包括MOS集成电路)极易被静电击穿,使用时应注意以下规则:
(1).&&MOS器件出厂时通常装在黑色的导电泡沫塑料袋中,切勿自行随便拿个塑料袋装。也可用细铜线把各个引脚连接在一起,或用锡纸包装
(2).取出的MOS器件不能在塑料板上滑动,应用金属盘来盛放待用器件。
(3). 焊接用的电烙铁必须良好接地。
(4). 在焊接前应把电路板的电源线与地线短接,再MOS器件焊接完成后在分开。
(5). MOS器件各引脚的焊接顺序是漏极、源极、栅极。拆机时顺序相反。
(6).电路板在装机之前,要用接地的线夹子去碰一下机器的各接线端子,再把电路板接上去。
(7). MOS场效应晶体管的栅极在允许条件下,最好接入保护二极管。在检修电路时应注意查证原有的保护二极管是否损坏。
2、VMOS场效应管
VMOS场效应管(VMOSFET)简称VMOS管或功率场效应管,其全称为V型槽MOS场效应管。它是继MOSFET之后新发展起来的高效、功率开关器件。它不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高(&108W)、驱动电流小(左右0.1&A左右),还具有耐压高(最高可耐压1200V)、工作电流大(1.5A~100A)、输出功率高(1~250W)、跨导的线性好、开关速度快等优良特性。正是由于它将电子管与功率晶体管之优点集于一身,因此在电压放大器(电压放大倍数可达数千倍)、功率放大器、开关电源和逆变器中正获得广泛应用。
众所周知,传统的MOS场效应管的栅极、源极和漏极大大致处于同一水平面的芯片上,其工作电流基本上是沿水平方向流动。VMOS管则不同,从左下图上可以看出其两大结构特点:第一,金属栅极采用V型槽结构;第二,具有垂直导电性。由于漏极是从芯片的背面引出,所以ID不是沿芯片水平流动,而是自重掺杂N+区(源极S)出发,经过P沟道流入轻掺杂N-漂移区,最后垂直向下到达漏极D。电流方向如图中箭头所示,因为流通截面积增大,所以能通过大电流。由于在栅极与芯片之间有二氧化硅绝缘层,因此它仍属于绝缘栅型MOS场效应管。
国内生产VMOS场效应管的主要厂家有877厂、天津半导体器件四厂、杭州电子管厂等,典型产品有VN401、VN672、VMPT2等。表1列出六种VMOS管的主要参数。其中,IRFPC50的外型如右上图所示。
& VMOS场效应管的检测方法
(1)．判定栅极G
将万用表拨至R&1k档分别测量三个管脚之间的电阻。若发现某脚与其字两脚的电阻均呈无穷大,并且交换表笔后仍为无穷大,则证明此脚为G极,因为它和另外两个管脚是绝缘的。
(2)．判定源极S、漏极D
& & 由图1可见,在源-漏之间有一个PN结,因此根据PN结正、反向电阻存在差异,可识别S极与D极。用交换表笔法测两次电阻,其中电阻值较低(一般为几千欧至十几千欧)的一次为正向电阻,此时黑表笔的是S极,红表笔接D极。
(3)．测量漏-源通态电阻RDS(on)
& & 将G-S极短路,选择万用表的R&1档,黑表笔接S极,红表笔接D极,阻值应为几欧至十几欧。
由于测试条件不同,测出的RDS(on)值比手册中给出的典型值要高一些。例如用500型万用表R&1档实测一只IRFPC50型VMOS管,RDS(on)=3.2W,大于0.58W(典型值)。
(4)．检查跨导
将万用表置于R&1k(或R&100)档,红表笔接S极,黑表笔接D极,手持螺丝刀去碰触栅极,表针应有明显偏转,偏转愈大,管子的跨导愈高。
(1)VMOS管亦分N沟道管与P沟道管,但绝大多数产品属于N沟道管。对于P沟道管,测量时应交换表笔的位置。
(2)有少数VMOS管在G-S之间并有保护二极管,本检测方法中的1、2项不再适用。
(3)目前市场上还有一种VMOS管功率模块,专供交流电机调速器、逆变器使用。例如美国IR公司生产的IRFT001型模块,内部有N沟道、P沟道管各三只,构成三相桥式结构。
(4)现在市售VNF系列(N沟道)产品,是美国Supertex公司生产的超高频功率场效应管,其最高工作频率fp=120MHz,IDSM=1A,PDM=30W,共源小信号低频跨导gm=2000&S。适用于高速开关电路和广播、通信设备中。
(5)使用VMOS管时必须加合适的散热器后。以VNF306为例,该管子加装140&140&4(mm)的散热器后,最大功率才能达到30W
七、场效应管与晶体管的比较
(1)场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。
(2)场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。
(3)有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好。
(4)场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。
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功率场效应晶体管
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功率场效应晶体管（VF）又称VMOS场效应管。在实际应用中，它有着比晶体管和MOS场效应管更好的特性。
功率场效应晶体管优点
即是在大功率范围应用的场效应晶体管，它也称作功率MOSFET，其优点表现在以下几个方面：
1. 具有较高的开关速度。
2. 具有较宽的安全工作区而不会产生热点，并且具有正的电阻温度系数，因此适合进行并联使用。
3. 具有较高的可靠性。
4. 具有较强的过载能力。短时过载能力通常额定值的4倍。
5. 具有较高的开启电压，即是阈值电压，可达2~6V(一般在1.5V~5V之间）。当环境噪声较高时，可以选 用阈值电压较高的管子，以提高抗干扰能力；反之，当噪声较低时，选用阈值电压较低的管子，以降低所需的输入驱动信号电压。给电路设计带来了极大地方便。
6. 由于它是电压控制器件，具有很高的输入阻抗，因此其驱动功率很小，对驱动电路要求较低。
由于这些明显的优点，功率场效应晶体管在电机调速，开关电源等各种领域应用的非常广泛。
功率场效应晶体管特性
功率场效应晶体管及其特性
一、 功率场效应晶体管是电压控制器件，在功率场效应晶体管中较多采用的是V沟槽工艺，这种工艺生产地管称为VMOS场效应晶体管，它的栅极做成V型，有沟道短、耐压能力强、跨导线性好、开关速度快等优点，故在功率应用领域有着广泛的应用，出现一种更好的叫TMOS管，它是在VMOS管基础上改进而成的，没有V形槽，只形成了很短的导通沟槽。
二、 功率场效应晶体管的基本参数及符号
1.极限参数和符号
（1） 漏源极间短路时，栅漏极间的耐压VGDS
（2） 漏源极间开路时，栅漏极间的耐压VGSO
（3） 栅源极在规定的偏压下，漏源极间耐压VDSX
（4） 击穿电压BVDS
（5） 栅极电流IG
（6） 最大漏电极耗散功率PD
（7） 沟道温度TGH，存储温度TSTG
2.电气特性参数和符号
（1） 栅极漏电电流IGSS
（2） 漏极电流IDSS
（3） 夹断电压VP
（4） 栅源极门槛极电压VGS（th）
（5） 导通时的漏极电流ID（on）
（6） 输入电容Ciss
（7） 反向传输电容Crss
（8） 导通时的漏源极间电阻RDS（on）
（9） 导通延时时间td（on）
（10）上升时间tr
（11）截止延时时间td（off）
（12）下降时间tf
这些参数反映了功率场效应晶体管在开关工作状态下的瞬间响应特性，在功率场效应晶体管用于电机控制等用途时特别有用。
功率场效应晶体管详解
功率场效应晶体管
用半导体的场效应制作的功率晶体管。半导体的场效应指通过垂直于半导体表面的外加电场，可以控制或改变靠近表面附近薄层内半导体的导电特性。功率场效应晶体管元件符号如图1所示。图1中G、D、S分别代表其栅极、漏极和源极。功率MOSFET(金属－氧化物-半导体场效应晶体管)是最重要的一种功率场效应晶体管,除此之外还有MISFET、MESFET、JFET等几种。功率MOSFET为功率集成器件，内含数百乃至上万个相互并联的MOSFET单元。为提高其集成度和耐压性,大都采用垂直结构(即VMOS)，如VVMOS（V型槽结构）、VUMOS、SIPMOS等。
功率场效应晶体管
图2显示了一种SIPMOS（n沟道增强型功率MOSFET）的部分剖面结构。其栅极用导电的多晶硅制成,栅极与半导体之间有一层二氧化硅薄膜,栅极与源极位于硅片的同一面，漏极则在背面。从总体上看，漏极电流垂直地流过硅片，漏极和源极间电压也加在硅片的两个面之间。 该器件属于耗尽型n沟道的功率MOSFET，其源极和漏极之间有一n型导电沟道,改变栅极对源极的电压，可以控制通过沟道的电流大小。耗尽型器件在其栅极电压为零时也存在沟道，而增强型器件一定要施加栅极电压才有沟道出现。与n沟道器件对应,还有p沟道的功率MOSFET。
功率场效应晶体管
图3为图2所示SIPMOS的输出特性。它表明了栅极的控制作用及不同栅极电压下，漏极电流与漏极电压之间的关系。图3中，在非饱和区(Ⅰ),源极和漏极间相当于一个小电阻；在亚阈值区(Ⅲ)则表现为开路；在饱和区(Ⅱ)，器件具有放大作用。
功率MOSFET属于电压型控制器件。它依靠多数载流子工作,因而具有许多优点:能与集成电路直接相连；开关频率可在数兆赫以上（可达100MHz），比双极型功率晶体管(GTR)至少高10倍；导通电阻具有正温度系数,器件不易发生二次击穿,易于并联工作。与GTR相比，功率MOSFET的导通电阻较大，电流密度不易提高，在100kHz以下频率工作时,其功率损耗高于GTR。此外，由于导电沟道很窄（微米级）,单元尺寸精细，其制作也较GTR困难。在80年代中期,功率MOSFET的容量还不大（有100A/60V，75A/100V，5A/1000V等几种）。
功率MOSFET是70年代末开始应用的新型电力电子器件，适合于数千瓦以下的电力电子装置，能显著缩小装置的体积并提高其性能，预期将逐步取代同容量的 GTR。功率MOSFET的发展趋势是提高容量，普及应用，与其他器件结合构成复合管，将多个元件制成组件和模块，进而与控制线路集成在一个模块中（这将会更新电力电子线路的概念）。此外，随着频率的进一步提高，将出现能工作在微波领域的大容量功率MOSFET。
