80年代初期出現(xiàn)的 MOS功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管和功率集成電路的工作頻率達(dá)到兆赫級(jí)。集成電路的技術(shù)促進(jìn)了器件的小型化和功能化。這些新成就為發(fā)展高頻電力電子技術(shù)提供了條件,推動(dòng)電力電子裝置朝著智能化、高頻化的方向發(fā)展。
80年代發(fā)展起來(lái)的靜電感應(yīng)晶閘管、隔離柵晶體管,以及各種組合器件,綜合了晶閘管、 MOS功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管和功率晶體管各自的優(yōu)點(diǎn),在性能上又有新的發(fā)展。例如隔離柵晶體管,既具有MOS功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵控特性,又具有雙極型功率晶體管的電流傳導(dǎo)性能,它容許的電流密度比雙極型功率晶體管高幾倍。靜電感應(yīng)晶閘管保存了晶閘管導(dǎo)通壓降低的優(yōu)點(diǎn),結(jié)構(gòu)上避免了一般晶閘管在門極觸發(fā)時(shí)必須在門極周圍先導(dǎo)通然后逐步橫向擴(kuò)展的過(guò)程,所以比一般晶閘管有更高的開關(guān)速度,而且容許的結(jié)溫升也比普通晶閘管高。這些新器件,在更高的頻率范圍內(nèi)滿足了電力電子技術(shù)的要求。
功率集成電路其制造工藝既概括了***代功率電子器件向大電流、高電壓發(fā)展過(guò)程中所積累起來(lái)的各種經(jīng)驗(yàn),又綜合了大規(guī)模集成電路的工藝特點(diǎn)。這種器件很大程度地縮小了器件及其控制電路的體積,能夠有效地減少當(dāng)器件處于高頻工作狀態(tài)時(shí)寄生參數(shù)的影響,對(duì)提高電路工作頻率和抑制外界干擾十分重要。 MOS管封裝技術(shù)也直接影響到芯片的性能和品質(zhì),對(duì)同樣的芯片以不同形式的封裝,也能提高芯片的性能。東莞應(yīng)用功率器件MOS產(chǎn)品選型大概價(jià)格多少
功率MOSFET的基本特性
靜態(tài)特性MOSFET的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性。
漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關(guān)系稱為MOSFET的轉(zhuǎn)移特性,ID較大時(shí),ID與UGS的關(guān)系近似線性,曲線的斜率定義為跨導(dǎo)Gfs
MOSFET的漏極伏安特性(輸出特性):截止區(qū)(對(duì)應(yīng)于GTR的截止區(qū));飽和區(qū)(對(duì)應(yīng)于GTR的放大區(qū));非飽和區(qū)(對(duì)應(yīng)于GTR的飽和區(qū))。電力MOSFET工作在開關(guān)狀態(tài),即在截止區(qū)和非飽和區(qū)之間來(lái)回轉(zhuǎn)換。電力MOSFET漏源極之間有寄生二極管,漏源極間加反向電壓時(shí)器件導(dǎo)通。電力MOSFET的通態(tài)電阻具有正溫度系數(shù),對(duì)器件并聯(lián)時(shí)的均流有利。
東莞應(yīng)用功率器件MOS產(chǎn)品選型大概價(jià)格多少功率MOSFET具有較高的可靠性。
無(wú)錫商甲半導(dǎo)體MOS 管封裝形式及散熱性能分析
TO-247 封裝
TO-247 封裝與 TO-220 封裝類似,同樣屬于直插式封裝,但體積更大,引腳更粗。其散熱片面積也相應(yīng)增大,散熱能力更強(qiáng),在自然對(duì)流條件下,熱阻約為 40 - 60℃/W 。TO-247 封裝能夠承受更高的功率,常用于功率在 50 - 150W 的大功率電路中,如工業(yè)電源、電動(dòng)汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等。不過(guò),由于其體積較大,在一些對(duì)空間要求嚴(yán)格的電路板上使用會(huì)受到限制。
SOT-23 封裝
SOT-23 封裝是一種表面貼裝封裝(SMT),具有體積小、占用電路板面積少的優(yōu)勢(shì)。它的引腳數(shù)量較少,一般為 3 - 5 個(gè),采用塑料材質(zhì)封裝。但受限于較小的體積,SOT-23 封裝的散熱能力相對(duì)較弱,熱阻通常在 150 - 200℃/W 左右,適用于小功率電路,如消費(fèi)電子產(chǎn)品中的電源管理芯片、信號(hào)放大電路等。在這些場(chǎng)景中,MOS 管的功率消耗較小,產(chǎn)生的熱量有限,SOT-23 封裝能夠滿足基本的散熱需求。
超結(jié)MOS也是為了解決額定電壓提高而導(dǎo)通電阻增加的問(wèn)題,超結(jié)結(jié)構(gòu)MOSFET在D端和S端排列多個(gè)垂直pn結(jié)的結(jié)構(gòu),其結(jié)果是在保持高電壓的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了低導(dǎo)通電阻。超級(jí)結(jié)的存在突破了硅的理論極限,而且額定電壓越高,導(dǎo)通電阻的下降越明顯。以下圖為例,超結(jié)在S端和D端增加了長(zhǎng)長(zhǎng)的柱子,形成垂直的PN結(jié),交替排列。N層和P層在漂移層中設(shè)置垂直溝槽,當(dāng)施加電壓時(shí)耗盡層水平擴(kuò)展,很快合并形成與溝槽深度相等的耗盡層。耗盡層擴(kuò)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(zhì)濃度增加約5倍,從而可以降低RDS(ON)。插入式封裝與表面貼裝式封裝各有優(yōu)劣,但隨著表面貼裝技術(shù)的進(jìn)步,提供了更多的安裝和散熱解決方案。
從60年代到70年代初期,以半控型普通晶閘管為**的電力電子器件,主要用于相控電路。這些電路十分***地用在電解、電鍍、直流電機(jī)傳動(dòng)、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁等整流裝置中,與傳統(tǒng)的汞弧整流裝置相比,不僅體積小、工作可靠,而且取得了十分明顯的節(jié)能效果(一般可節(jié)電10~40%,從中國(guó)的實(shí)際看,因風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載約占全國(guó)用電量的1/3,若采用交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng), 可平均節(jié)電20%以上,每年可節(jié)電400億千瓦時(shí)),因此電力電子技術(shù)的發(fā)展也越來(lái)越受到人們的重視。70年代中期出現(xiàn)的全控型可關(guān)斷晶閘管和功率晶體管,開關(guān)速度快,控制簡(jiǎn)單,逆導(dǎo)可關(guān)斷晶閘管更兼容了可關(guān)斷晶閘管和快速整流二極管的功能。它們把電力電子技術(shù)的應(yīng)用推進(jìn)到了以逆變、斬波為中心內(nèi)容的新領(lǐng)域。這些器件已普遍應(yīng)用于變頻調(diào)速、開關(guān)電源、靜止變頻等電力電子裝置中。O-220/F 帶散熱片的塑料封裝,支持外接散熱,用于中等功率場(chǎng)景(如家電)。湖州樣品功率器件MOS產(chǎn)品選型中低壓MOS產(chǎn)品
MOSFET其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在有較寬的安全工作區(qū)而不會(huì)產(chǎn)生熱點(diǎn),并且具有正的電阻溫度系數(shù),因此適合進(jìn)行并聯(lián)使用。東莞應(yīng)用功率器件MOS產(chǎn)品選型大概價(jià)格多少
功率MOSFET是70年代末開始應(yīng)用的新型電力電子器件,適合于數(shù)千瓦以下的電力電子裝置,能***縮小裝置的體積并提高其性能,預(yù)期將逐步取代同容量的 GTR。功率MOSFET的發(fā)展趨勢(shì)是提高容量,普及應(yīng)用,與其他器件結(jié)合構(gòu)成復(fù)合管,將多個(gè)元件制成組件和模塊,進(jìn)而與控制線路集成在一個(gè)模塊中(這將會(huì)更新電力電子線路的概念)。此外,隨著頻率的進(jìn)一步提高,將出現(xiàn)能工作在微波領(lǐng)域的大容量功率MOSFET。這些參數(shù)反映了功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管在開關(guān)工作狀態(tài)下的瞬間響應(yīng)特性,在功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管用于電機(jī)控制等用途時(shí)特別有用。東莞應(yīng)用功率器件MOS產(chǎn)品選型大概價(jià)格多少