功率MOSFET的基本特性

動(dòng)態(tài)特性MOSFET其測(cè)試電路和開關(guān)過程。開通過程；開通延遲時(shí)間td(on)—Up前沿時(shí)刻到UGS=UT并開始出現(xiàn)iD的時(shí)刻間的時(shí)間段；上升時(shí)間tr—UGS從UT上升到MOSFET進(jìn)入非飽和區(qū)的柵壓UGSP的時(shí)間段；iD穩(wěn)態(tài)值由漏極電源電壓UE和漏極負(fù)載電阻決定。UGSP的大小和iD的穩(wěn)態(tài)值有關(guān)，UGS達(dá)到UGSP后，在up作用下繼續(xù)升高直至達(dá)到穩(wěn)態(tài)，但iD已不變。開通時(shí)間ton—開通延遲時(shí)間與上升時(shí)間之和。

關(guān)斷延遲時(shí)間td(off)—Up下降到零起，Cin通過RS和RG放電，UGS按指數(shù)曲線下降到UGSP時(shí)，iD開始減小為零的時(shí)間段。下降時(shí)間tf—UGS從UGS

P繼續(xù)下降起，iD減小，到UGS

MOSFET的開關(guān)速度MOSFET的開關(guān)速度和Cin充放電有很大關(guān)系，使用者無法降低Cin，但可降低驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)阻Rs減小時(shí)間常數(shù)，加快開關(guān)速度，MOSFET只靠多子導(dǎo)電，不存在少子儲(chǔ)存效應(yīng)，因而關(guān)斷過程非常迅速，開關(guān)時(shí)間在10～100ns之間，工作頻率可達(dá)100kHz以上，是主要電力電子器件中比較高的。場(chǎng)控器件靜態(tài)時(shí)幾乎不需輸入電流。但在開關(guān)過程中需對(duì)輸入電容充放電，仍需一定的驅(qū)動(dòng)功率。開關(guān)頻率越高，所需要的驅(qū)動(dòng)功率越大。 功率器件廣泛應(yīng)用于需高效電能轉(zhuǎn)換的場(chǎng)景。中山質(zhì)量功率器件MOS產(chǎn)品選型產(chǎn)品介紹

電力二極管：結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，工作可靠；

晶閘管：承受電壓和電流容量在所有器件中比較高

IGBT：開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小，具有耐脈沖電流沖擊的能力，通態(tài)壓降較低，輸入阻抗高，為電壓驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率?。蝗秉c(diǎn)：開關(guān)速度低于電力MOSFET,電壓，電流容量不及GTO

GTR：耐壓高，電流大，開關(guān)特性好，通流能力強(qiáng)，飽和壓降低；缺點(diǎn)：開關(guān)速度低，為電流驅(qū)動(dòng)，所需驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，存在二次擊穿問題

GTO：電壓、電流容量大，適用于大功率場(chǎng)合，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，其通流能力很強(qiáng)；缺點(diǎn)：電流關(guān)斷增益很小，關(guān)斷時(shí)門極負(fù)脈沖電流大，開關(guān)速度低，驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，開關(guān)頻率低

電力MOSFET：開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動(dòng)功率小且驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，工作頻率高，不存在二次擊穿問題；缺點(diǎn)：電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。

制約因素：耐壓，電流容量，開關(guān)的速度 。 溫州定制功率器件MOS產(chǎn)品選型產(chǎn)品選型功率半導(dǎo)體器件主要包括三大類：功率模組、功率集成電路（即PowerIC，簡(jiǎn)稱PIC，也稱功率IC）以及分立器件。

功率器件主要應(yīng)用領(lǐng)域：

電源：開關(guān)電源、不間斷電源、充電器（手機(jī)、電動(dòng)車快充）、逆變器。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)：工業(yè)變頻器、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、家用電器（如空調(diào)壓縮機(jī)、洗衣機(jī)電機(jī)控制）。

電力轉(zhuǎn)換與控制：太陽能/風(fēng)能發(fā)電并網(wǎng)逆變器、高壓直流輸電、工業(yè)電源。

照明：LED驅(qū)動(dòng)電源。

消費(fèi)電子：大功率音響功放、大型顯示設(shè)備背光電。

簡(jiǎn)單來說，功率器件就是“電力世界的大力士開關(guān)”，負(fù)責(zé)在高壓大電流環(huán)境下高效地控制、切換和傳輸電能。 它的性能和效率對(duì)能源利用、電子設(shè)備性能有著至關(guān)重要的影響。

功率MOS管選型需根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景、電壓、電流、熱性能等關(guān)鍵參數(shù)綜合考量。以下為具體步驟和要點(diǎn)：

選型步驟?

1.明確N/P溝道類型?N溝道適用于低壓側(cè)開關(guān)（如12V系統(tǒng)），P溝道適用于高壓側(cè)開關(guān)（如驅(qū)動(dòng)電機(jī)）。 ?

2.確定額定電壓（VDS）?通常為總線電壓的1.5-2倍，需考慮溫度波動(dòng)和瞬態(tài)電壓。 ?

3.計(jì)算額定電流（ID）?需滿足最大負(fù)載電流及峰值電流（建議留5-7倍余量）。 ?

4.評(píng)估導(dǎo)通損耗（RDS(on)）?導(dǎo)通電阻越低，損耗越小，建議優(yōu)先選擇RDS(on)≤0.5Ω的器件。

5.熱設(shè)計(jì)?滿負(fù)荷工作時(shí)表面溫度不超過120℃，需配合散熱措施。 ?

關(guān)鍵參數(shù)說明?柵極電荷（Qg）?：

1.影響開關(guān)速度和效率，需與驅(qū)動(dòng)電路匹配。 ?

2.品質(zhì)因數(shù)（FoM）?：綜合考慮RDS(on)和Qg的平衡，F(xiàn)oM值越小越好。 ?

3.封裝選擇?：大功率需用TO-220或DPAK封裝，兼顧散熱和空間限制。

注意事項(xiàng)

并聯(lián)使用時(shí)需確保驅(qū)動(dòng)能力匹配，避免因參數(shù)差異導(dǎo)致分流不均。 ?

避免串聯(lián)使用MOS管，防止耐壓不足引發(fā)故障。 功率器件屬于分立器件，單獨(dú)封裝且功能不可拆分（如IGBT單管）；

20世紀(jì)50年代，電力電子器件主要是汞弧閘流管和大功率電子管。60年代發(fā)展起來的晶閘管，因其工作可靠、壽命長(zhǎng)、體積小、開關(guān)速度快，而在電力電子電路中得到廣泛應(yīng)用。70年代初期，已逐步取代了汞弧閘流管。80年代，普通晶閘管的開關(guān)電流已達(dá)數(shù)千安，能承受的正、反向工作電壓達(dá)數(shù)千伏。在此基礎(chǔ)上，為適應(yīng)電力電子技術(shù)發(fā)展的需要，又開發(fā)出門極可關(guān)斷晶閘管、雙向晶閘管、光控晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管等一系列派生器件，以及單極型MOS功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管、雙極型功率晶體管、靜電感應(yīng)晶閘管、功能組合模塊和功率集成電路等新型電力電子器件。工業(yè)控制?：變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器、電源管理模塊； ?軌道交通?：牽引變流器、輔助供電系統(tǒng)。溫州定制功率器件MOS產(chǎn)品選型產(chǎn)品選型

功率MOSFET具有較強(qiáng)的過載能力。短時(shí)過載能力通常額定值的4倍。中山質(zhì)量功率器件MOS產(chǎn)品選型產(chǎn)品介紹

功率器件的分類定義

一、主要分類?按器件的結(jié)構(gòu)劃分??二極管?：如整流二極管、快恢復(fù)二極管，用于單向?qū)щ娕c電壓鉗位；?

晶體管?：含雙極結(jié)型晶體管（BJT）、MOSFET、IGBT等，兼具開關(guān)與控制功能；?

晶閘管?：包含可控硅（SCR）、雙向晶閘管（TRIAC），適用于大功率交流控制。?

按功率等級(jí)劃分??低壓小功率?：如消費(fèi)電子中的驅(qū)動(dòng)器件；?中高功率?：工業(yè)變頻器、電機(jī)控制器；?高壓大功率?：新能源發(fā)電、特高壓輸電系統(tǒng)。 中山質(zhì)量功率器件MOS產(chǎn)品選型產(chǎn)品介紹