功率MOSFET器件的特點
(1)具有高速開關特性,因為MOSFET是靠多數(shù)載流子導電的器件,,所以不像BJT那樣有少數(shù)載流子存儲現(xiàn)象,,因而沒有存儲時間,低壓器件開關時間為l0ns數(shù)量級,高壓器件100ns數(shù)量級,。
(2)沒有二次擊穿現(xiàn)象,,這點就比BJT好,并提高了元件的可靠性,,而且安全工作區(qū)也較大,。
(3)器件容易并聯(lián)運行,因為多數(shù)載流子的遷移率具有負的溫度系數(shù),,這點需要解釋如下:
金屬導電是靠電子導電的
J = qnv=qnμnE=δE (1-28)
式中 J——電密(A/m2);
q——電荷(1. 6*10-19A · s)
n——電子濃度(m-3)
v——電荷沿電場方時的平均速度(m/s);
μn——電子遷移率(m/s*m/v)即單位電場強度作用下,、電子漂移速度;
E——電場強度(v/m),;
δ——電導率(Ω· m)-1,。
對于金屬來講,只有電子導電,,溫度變高時,,濃度基本不變而電子遷移率外下降,所以電導率δ下降,,電阻率增大。
半導體的導電是靠具有不同的遷移率的電子和空穴的兩種載流子導電,,其漂移電流密度為
J=q(nμn+pμp)E =δE (1-29)
式中 p——空穴濃度(m-3),;
μp——空穴遷移率單位電場強度作用下,空穴漂移的速度(m/s*m/v),。
半導體有兩種載流子導電,,溫度升高時多數(shù)載流子的濃度n、p變化不大,,而μn,,μp下降較大。因此多數(shù)載流子電導率δ下降,,電阻率升高,。對于少數(shù)載流子溫度升高時n、p增高的多,,而μn,,μp下降的少,所以電導率升高,,而電阻率下降,。MOSFET是靠多數(shù)載流子導電,電導率具有負溫度系數(shù),,電阻率具有正溫度系數(shù),,這對千元件并聯(lián)運行非常有利,那個元件電流大、溫度升高,、電阻增大,、可以抑制電流集中。
(4)利用電壓控制開通與關斷,,驅動電流小,,驅動功率小。柵極是以二氡化硅作絕緣介質,,因而輸入阻抗很高,、電流小,柵極驅動線路也簡單,。
(5)導通電阻大,、電壓降大、導通損耗大是它的缺點.這是因為存在一個電阻率高的N-漂移區(qū)所致,,如減薄這層厚度或者減少其電阻率,,元件的耐壓水平就提不高。
(6)存在寄生的晶體管效應,,因此有產(chǎn)生二次擊穿的潛在危險,。通過把基極和發(fā)射極用金屬膜短路的辦法使晶體管失效,這樣一來形成了 PN-N+的二極管與UDMOS反并聯(lián),,也就消除了二次擊穿的隱患,,提高了器件耐壓水平, 同時滿足諸如逆變線路正好需要有一個二極管反并聯(lián)的要求,。
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