功率场效应晶体管的详解

功率场效应晶体管的特性~

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TSTG2.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。

首先根据你的需求决定选择NPN还是PNP（建议尽量选用NPN，应为同工艺的NPN管子要比PNP的相对便宜、性能相对优越）
然后根据你的电路环境决定管子耐压Vds，过流Id，根据导通损耗需求选择导通电阻Ron，这几个条件决定了管子的选择范围，这时通用型MOS已经符合你的要求了。
最后根据驱动、开关频率、开关损耗等参数最终确定管子型号。
不知道你是要选小信号MOS还是功率MOS，一般英飞凌、IR、仙童、飞利浦、意法半导体、三洋、德州仪器这几个厂家的管子就可以满足所有的应用了

利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。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。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。

功率场效应晶体管（Power FETs），尤其是功率金属氧化物半导体场效应晶体管（Power MOSFETs），是现代电子设备中常用的一种关键组件。详细来讲，功率MOSFET有以下几个重要的构造和工作特征：
结构
功率MOSFET通常由以下部分组成：
- 栅极（Gate）：接收输入信号以控制晶体管的导通与关闭。栅极与下面的沟道通过绝缘材料（通常是氧化硅）隔离。
- 源极（Source）：电流输入端，也是载流子（例如电子）流入的地方。
- 漏极（Drain）：电流输出端，载流子流出的地方。
- 衬底（Substrate）：通常与源极连接，用来支持晶体管的其他部分。
工作原理
功率MOSFET的工作原理基于场效应（Field Effect），即通过在栅极和源极间施加电压来控制源极和漏极间的电流（沟道电流）。当栅极电压超过一定阈值（闸门阈值电压）时，就会在沟道创建一个导电路径，从而允许电子（对于N沟道MOSFET）或空穴（对于P沟道MOSFET）从源极流向漏极。调整栅极电压的大小可以调制沟道的导电性，从而控制电流的大小。
主要参数

评价功率MOSFET时通常会考虑以下参数：
- 最大漏极-源极电压（V_DS(max)）：MOSFET可以承受的漏极和源极间的最大直流电压。
- 最大栅极-源极电压（V_GS(max)）：MOSFET栅极和源极间可以应用的最大电压。
- 阈值电压（V_th）：开启MOSFET沟道所需的最小栅极-源极电压。
- 最大漏源电流（I_D(max)）：晶体管可以持续通过的最大电流。
- 导通电阻（R_DS(on)）：晶体管在开启状态下的内部电阻。
- 输出电容（C_oss）和输入电容（C_iss）：这些参数决定了晶体管的开关速度。
- 最大功耗（P_D(max)）：晶体管在不超过特定温度下可以消耗的最大功率。
功率MOSFET由于它们的高效率、快速开关和强大的电流控制能力等特性，在电力转换（如逆变器、DC-DC转换器、交流/直流电源）和电机控制等领域得到了广泛应用。然而，他们也会受到诸如高温、过电压、电磁干扰（EMI）等因素的影响，因此在设计过程中需要对这些因素进行考虑。

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兴宾区13115349115： 功率MOS管 - 功率MOSFET管与功率晶体管的区别主要是什么它们的优点和缺点都 ？
自衬复脉： 功率MOSFET管(也叫场效应晶体管)与功率晶体管从结构原理上都不同 MOS管是电压控制电流的原件,也就是用一个较小的电压,控制一个电流的大小, 晶体管是电流控制电流的原件,也就是用一个较小的电流,控制一个较大的电流的大小, 因此MOS管都有较大的输入阻抗,和较小较出阻抗,一般用来作运算放大块.

兴宾区13115349115： MOSFET(场效应管)高手进来,你们绝对懂的 - ？
自衬复脉： 从应用结构上看,由于MOSFET在可携式产品、LCD TV等消费性电子产品中的广泛应用,使得消费性电子成为MOSFET最大的应用市场;而凭借着在主机板中的大量应用,计算机领域居次,工业控制则是第三大应用领域.赛迪顾问预测,未来...

兴宾区13115349115： 功率场效应晶体管的优点 - ？
自衬复脉： 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....

兴宾区13115349115： 关于主板的场效应管,讨个通俗的解释 - ？
自衬复脉： 场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管.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...

兴宾区13115349115： 12N60C可以代换2N60吗? - ？
自衬复脉： 12N60C可以替代2N60的. 2N60是功率场效应管参数是:硅、500V、2A、55W、RDS(on) ≤ 5.1 Ω、带阻尼;12N60C也是功率场效应管,参数:硅、600V、12A、51W、RDS(on)=0.65Ω、带阻尼.所以12N60C是可以代换2N60的. 场效应管...

兴宾区13115349115： 场效应晶体管是利用输人电压的电场作用控制输出电流的一种半导体器件? ？
自衬复脉： 利用输人电压的电场作用控制输出 电流的一种半导体器件.一般有三个极, 即源极、漏极和栅极.因工作时,其内 部只有一种载流子参与导电,故又称单 极型晶体管.场效应晶体管具有输人阻 抗大,噪声小,极限频率高,抗辐射能 力强等特点.广泛应用于放大、振荡、 开关等电路中.

兴宾区13115349115： 什么叫场效应管? - ？
自衬复脉： 场效应管(FET)是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件,并以此命名. 由于它仅靠半导体中的多数载流子导电,又称 单极型晶体管 .

兴宾区13115349115： 场效应管的G级,D级,S级分别是起什么作用的? - ？
自衬复脉： 场效应管的三个电极相当于三级管的三个电极,,G是控制极,相当于三级管的B极,电压控制DS的导通率(三极管是电流控制型,B极控制CE的导通能力)D级是漏极,相当于三级管的集电极,S是源级,相当于三级管的发射级. 场效应晶...

兴宾区13115349115： irfpg50场效应管参数 ？
自衬复脉： &nbsp irfpg50场效应管参数: &nbsp 其型号为IRFPG50,类型为N沟道场效应管,耗散功率(PD)为180W,漏极电流(ID)为6.1A,漏极和源极电压(VDSS)为1000V,封装TO-247AC. &nbsp 场效应晶体管有两种类型(junction FET—JFET)和金属-氧化物半导体场效应管(metal-oxide semiconductor FET,简称MOS-FET).由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.

兴宾区13115349115： MOS晶体管的概念和特性分别是什么? - ？
自衬复脉： MOSFET 的原意是:MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体),FET(Field Effect Transistor 场效应晶体管), 即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管. 功率场效应晶体管也分为...