功率場效應晶體管也分為結型和絕緣柵型,但通常主要指絕緣柵型中的MOS型(MetalOxideSemiconductorFET),簡稱功率MOSFET。
功率MOSFET的結構和工作原理
功率MOSFET的種類:按導電溝道可分為P溝道和N溝道。按柵極電壓幅值可分為;耗盡型;當柵極電壓為零時漏源極之間就存在導電溝道,增強型;對于N(P)溝道器件,柵極電壓大于(小于)零時才存在導電溝道,功率MOSFET主要是N溝道增強型。
功率MOSFET的結構
功率MOSFET的內部結構和電氣符號;其導通時只有一種極性的載流子(多子)參與導電,是單極型晶體管。導電機理與小功率MOS管相同,但結構上有較大區(qū)別,小功率MOS管是橫向導電器件,功率MOSFET大都采用垂直導電結構,又稱為VMOSFET(VerticalMOSFET),**提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。 不同的封裝設計和規(guī)格尺寸會影響MOS管的電性參數及其在電路中的應用。紹興應用場景功率器件MOS產品選型歡迎選購
功率器件主要應用領域:
電源:開關電源、不間斷電源、充電器(手機、電動車快充)、逆變器。
電機驅動:工業(yè)變頻器、電動汽車驅動電機控制器、家用電器(如空調壓縮機、洗衣機電機控制)。
電力轉換與控制:太陽能/風能發(fā)電并網逆變器、高壓直流輸電、工業(yè)電源。
照明:LED驅動電源。
消費電子:大功率音響功放、大型顯示設備背光電。
簡單來說,功率器件就是“電力世界的大力士開關”,負責在高壓大電流環(huán)境下高效地控制、切換和傳輸電能。 它的性能和效率對能源利用、電子設備性能有著至關重要的影響。 中山應用場景功率器件MOS產品選型價格比較功率器件屬于分立器件,單獨封裝且功能不可拆分;功率IC則通過集成多個分立器件與外圍電路形成功能模塊。
超結MOSFET的發(fā)展方向
1、更高的集成度通過更高的集成度,可以在更小的芯片面積上實現(xiàn)更高的性能,從而進一步降低成本和提高效率。2、更優(yōu)的材料新材料的研究和應用會帶來超結MOSFET性能的進一步提升。例如,碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等新型半導體材料可能會在未來得到廣泛應用。
3、更智能的控制技術隨著智能控制技術的發(fā)展,超結MOSFET可能會在電路設計中實現(xiàn)更高效、更智能的應用,提高系統(tǒng)的整體性能和可靠性。Si-MOSFET在導通電阻和額定電壓方面落后于IGBT和SiC-MOSFET,但非常適合在中低功率水平下的高速運行。超級結MOS管具有高耐壓、低電阻優(yōu)點,對于相同的擊穿電壓和芯片尺寸,超級結MOS管的導通電阻遠小于普通高壓VDMOS,所以常用于高能效和高功率密度的快速開關應用中。
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功率MOS管的關鍵參數
***比較大額定值
***比較大額定值是功率MOS管不應超過的允許限制,即使是一瞬間也不行。這些值包括漏源電壓、柵極電壓、漏極電流等。了解這些額定值對于確保功率MOS管在正常工作范圍內運行至關重要。超過這些值可能會導致器件損壞,降低系統(tǒng)的可靠性。
漏源擊穿電壓(V(BR)DSS)
漏源擊穿電壓是漏極和源極之間的擊穿電壓,決定了器件能夠承受的最大電壓。選擇較高的擊穿電壓可以提高器件的安全性,但會增加導通電阻。漏源擊穿電壓的選擇需要在安全性和效率之間進行權衡。較高的擊穿電壓可以提供更高的安全性,但會增加功率損耗。
柵極閾值電壓(VGS(TH))
柵極閾值電壓是使功率MOS管開啟且漏極電流開始流動時柵極和源極之間的電壓。選擇合適的閾值電壓可以確保器件在不同的工作電壓下正常工作。柵極閾值電壓的選擇直接影響功率MOS管的開關特性。較低的閾值電壓可以使器件在低電壓下快速開啟,但可能會增加噪聲和功耗。
漏源導通電阻(RDS(ON))
漏源導通電阻是漏極電流流動時漏極和源極之間的電阻。低導通電阻可以減小功率損耗,提高效率。漏源導通電阻是影響功率MOS管能效的關鍵參數。 SOT-89 帶散熱片的表面貼裝,適用于較高功率的小信號MOSFET。
事實表明,無論是電力、機械、礦冶、交通、石油、能源、化工、輕紡等傳統(tǒng)產業(yè),還是通信、激光、機器人、環(huán)保、原子能、航天等高技術產業(yè),都迫切需要高質量、高效率的電能。而電力電子正是將各種一次能源高效率地變?yōu)槿藗兯璧碾娔?,實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和提高人民生活質量的重要手段,它已經成為弱電控制與強電運行之間、信息技術與先進制造技術之間、傳統(tǒng)產業(yè)實現(xiàn)自動化、智能化改造和興建高科技產業(yè)之間不可缺少的重要橋梁。而新型電力電子器件的出現(xiàn),總是帶來一場電力電子技術的**。電力電子器件就好像現(xiàn)代電力電子裝置的心臟,它對裝置的總價值,尺寸、重量、動態(tài)性能,過載能力,耐用性及可靠性等,起著十分重要的作用 [3]。高頻場景側重低寄生參數的QFN或SO-8;東莞哪里有功率器件MOS產品選型批發(fā)價
功率MOSFET具有較強的過載能力。短時過載能力通常額定值的4倍。紹興應用場景功率器件MOS產品選型歡迎選購
超結MOS也是為了解決額定電壓提高而導通電阻增加的問題,超結結構MOSFET在D端和S端排列多個垂直pn結的結構,其結果是在保持高電壓的同時實現(xiàn)了低導通電阻。超級結的存在突破了硅的理論極限,而且額定電壓越高,導通電阻的下降越明顯。以下圖為例,超結在S端和D端增加了長長的柱子,形成垂直的PN結,交替排列。N層和P層在漂移層中設置垂直溝槽,當施加電壓時耗盡層水平擴展,很快合并形成與溝槽深度相等的耗盡層。耗盡層擴展至溝槽間距的一半,因此形成厚度等于溝槽深度的耗盡層。耗盡層的膨脹小且良好,允許漂移層雜質濃度增加約5倍,從而可以降低RDS(ON)。紹興應用場景功率器件MOS產品選型歡迎選購