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(kāi)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。 由于MOSFET是電壓控制器件,具有很高的輸入阻抗,因此其驅(qū)動(dòng)功率很小,對(duì)驅(qū)動(dòng)電路要求較低.上海制造功率器件MOS產(chǎn)品選型參數(shù)
即是在大功率范圍應(yīng)用的場(chǎng)效應(yīng)晶體管,它也稱作功率MOSFET,其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1. 具有較高的開(kāi)關(guān)速度。2. 具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。3. 具有較高的可靠性。4. 具有較強(qiáng)的過(guò)載能力。短時(shí)過(guò)載能力通常額定值的4倍。5. 具有較高的開(kāi)啟電壓,即是閾值電壓,可達(dá)2~6V(一般在1.5V~5V之間)。當(dāng)環(huán)境噪聲較高時(shí),可以選 用閾值電壓較高的管子,以提高抗干擾能力;反之,當(dāng)噪聲較低時(shí),選用閾值電壓較低的管子,以降低所需的輸入驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓。給電路設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大地方便。6. 由于它是電壓控制器件,具有很高的輸入阻抗,因此其驅(qū)動(dòng)功率很小,對(duì)驅(qū)動(dòng)電路要求較低。由于這些明顯的優(yōu)點(diǎn),功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管在電機(jī)調(diào)速,開(kāi)關(guān)電源等各種領(lǐng)域應(yīng)用的非常多。南京工業(yè)變頻功率器件MOS產(chǎn)品選型近期價(jià)格功率器件幾乎用于所有的電子制造業(yè)。
平面結(jié)構(gòu)晶體管的缺點(diǎn)是如果提高額定電壓,漂移層會(huì)變厚,因此導(dǎo)通電阻會(huì)增加。MOSFET的額定電壓取決于垂直方向的漂移區(qū)的寬度和摻雜參數(shù)。為了提高額定電壓等級(jí),通常增加漂移區(qū)的寬度同時(shí)降低摻雜的濃度,但會(huì)造成MOSFET的導(dǎo)通電阻大幅增加。同時(shí),也是為了克服平面MOSFET的局限性,超結(jié)MOSFET應(yīng)運(yùn)而生。超結(jié)MOSFET利用了一種創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),明顯降低了導(dǎo)通電阻,同時(shí)維持了高擊穿電壓。那么,接下來(lái)要重點(diǎn)討論超結(jié)MOSFET(super junction mosfet)。
超結(jié)MOS(Super Junction Metal-Oxide-Semiconductor,簡(jiǎn)稱SJ-MOS)是電力電子領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的一類功率器件,其主要特征是在傳統(tǒng)MOSFET基礎(chǔ)上引入了超結(jié)結(jié)構(gòu),使其在高電壓、大電流條件下具備更優(yōu)越的性能。超結(jié)MOS器件相較于傳統(tǒng)的MOSFET有著更低的導(dǎo)通電阻和更高的耐壓性能,廣泛應(yīng)用于高效能電力轉(zhuǎn)換領(lǐng)域,如開(kāi)關(guān)電源、逆變器、電動(dòng)汽車、光伏發(fā)電等。
功率器件是專門用來(lái)處理和控制高電壓、大電流電能的半導(dǎo)體器件,是電力電子電路的重要執(zhí)行元件。
它的主要作用和特點(diǎn)包括:
高功率處理能力:能夠在高電壓(可達(dá)數(shù)千伏甚至更高)和大電流(可達(dá)數(shù)百甚至數(shù)千安培)的條件下工作。主要作用是轉(zhuǎn)換、分配和管理電能,而非處理微弱信號(hào)。
開(kāi)關(guān)作用:最常見(jiàn)的功能是作為開(kāi)關(guān)。它需要能快速地開(kāi)啟(導(dǎo)通)或關(guān)閉(關(guān)斷)高功率的電能流,控制電能輸送到負(fù)載的時(shí)間或大小。效率是關(guān)鍵:理想狀態(tài)下導(dǎo)通時(shí)電阻極小(壓降低、損耗小),關(guān)斷時(shí)電阻極大(漏電流極小、損耗?。?
承受大功耗,需要高效散熱:由于工作在高壓大電流下,即使效率很高,器件本身也會(huì)產(chǎn)生較大的熱量(功耗)。因此,功率器件通常需要配備專門的散熱系統(tǒng)(如散熱片、風(fēng)扇、液冷等)來(lái)確保工作溫度在安全范圍內(nèi),避免損壞。 晶體管?:含雙極結(jié)型晶體管(BJT)、MOSFET、IGBT等,兼具開(kāi)關(guān)與控制功能;
不同封裝形式的 MOS 管在散熱性能和應(yīng)用場(chǎng)景上有哪些差異?在電子電路的世界里,MOS 管(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)是當(dāng)之無(wú)愧的 “明星元件”,廣泛應(yīng)用于電源管理、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、信號(hào)放大等眾多領(lǐng)域。然而,除了 MOS 管本身的電氣性能,其封裝形式同樣不容忽視。不同的封裝形式不僅決定了 MOS 管與電路板的連接方式,更對(duì)散熱性能和應(yīng)用場(chǎng)景有著深遠(yuǎn)影響。深入了解這些差異,有助于電子工程師和愛(ài)好者們?cè)谠O(shè)計(jì)與選型時(shí)做出更精細(xì)的決策。
MOS 管封裝的作用與意義
MOS 管的封裝,就像是為元件量身定制的 “外衣”,承擔(dān)著多重重要使命。首先,它為 MOS 管提供機(jī)械保護(hù),防止內(nèi)部芯片受到物理?yè)p傷;其次,封裝構(gòu)建了 MOS 管與外部電路連接的橋梁,通過(guò)引腳實(shí)現(xiàn)電氣連接;**重要的是,良好的封裝設(shè)計(jì)能夠有效幫助 MOS 管散熱,確保其在工作過(guò)程中保持穩(wěn)定的性能??梢哉f(shuō),封裝形式的選擇直接關(guān)系到 MOS 管能否在電路中發(fā)揮比較好效能。
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功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Power MOSFET)?是一種電壓控制型半導(dǎo)體器件,主要用于功率放大和開(kāi)關(guān)應(yīng)用。上海制造功率器件MOS產(chǎn)品選型參數(shù)
超結(jié)MOS的特點(diǎn):
1、低導(dǎo)通電阻通過(guò)在縱向結(jié)構(gòu)中引入多個(gè)P型和N型層的超結(jié)設(shè)計(jì),極大地降低了功率器件的導(dǎo)通電阻,在高電壓應(yīng)用中尤為明顯。
2、高耐壓性傳統(tǒng)MOSFET在提高耐壓的同時(shí)會(huì)增加導(dǎo)通電阻,而超結(jié)結(jié)構(gòu)通過(guò)優(yōu)化電場(chǎng)分布,使其在保持高耐壓的同時(shí)仍能保持較低的導(dǎo)通電阻。
3、高效率超結(jié)MOS具有較快的開(kāi)關(guān)速度和低損耗特性,適用于高頻率、高效率的電力轉(zhuǎn)換應(yīng)用。
4、較低的功耗由于導(dǎo)通電阻和開(kāi)關(guān)損耗的降低,超結(jié)MOS在工作時(shí)的能量損耗也明顯減少,有助于提高系統(tǒng)的整體能效。 上海制造功率器件MOS產(chǎn)品選型參數(shù)