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功率MOSFET的特性

發(fā)布時間:2013/5/27 20:50:25 訪問次數(shù):2552

    功率MOSFET的特性包括靜態(tài)E6C2-CWZ5B特性和動態(tài)特性,輸出特性和轉(zhuǎn)移特性屬靜態(tài)特性,而開關(guān)特性則屬動態(tài)特性。
    1.輸出特性
    輸出特性也稱漏極伏安特性,它是以柵源電壓UG。為參變量,反映漏極電流k與漏源極電壓UD。間關(guān)系的曲線族。功率MOSFET的輸出特性如圖8-2所示,由圖可見輸出特性分為可調(diào)電阻區(qū)I、飽合區(qū)II和雪崩區(qū)III三個區(qū)。
    (1)可調(diào)電阻區(qū)I。UG。一定時,漏極電流,D與漏源極電壓UD。幾乎呈線性關(guān)系。當MOSFET作為開關(guān)器件應(yīng)用時,工作在此區(qū)內(nèi)。
    (2)飽和區(qū)II。在該區(qū)中,當UG。不變時幾乎不隨UD。的增加而加大,%近似為一個常數(shù)。當MOSFET用于線性放大時,則工作在此區(qū)內(nèi)。
    (3)雪崩區(qū)III。當漏源電壓U。過高時,使漏極PN結(jié)發(fā)生雪崩擊穿,漏極電流k會急劇增加。在使用器件時應(yīng)避免出現(xiàn)這種情況,否則會使器件損壞。
    功率MOSFET無反向阻斷能力,因為當漏源電壓UD。<O時,漏區(qū)PN結(jié)為正偏,漏源間流過反向電流。因此,功率MOSFET在應(yīng)用過程中,若必須承受反向電壓,則MOSFET電路中應(yīng)串入快速二極管。
    2.轉(zhuǎn)移特性
    轉(zhuǎn)移特性是指在一定的渦極與源極電壓UD。下,功率MOSFET的漏極電流k和柵極電壓Uos的關(guān)系曲線。功率MOSFET的轉(zhuǎn)移特性如圖8-3所示。該特性表征功率MOSFET的柵源電壓Uos對漏極電流的控制能力。
    由圖8-3 (a)可見,只有當漏源電壓U(諮>UG。油)時,器件才導(dǎo)通,UG。(m)稱為開啟電壓。圖8-3 (b)所示為殼溫Tc對轉(zhuǎn)移特性的影響。由圖可見,在低電流區(qū),功率MOSFET具有正電流溫度系數(shù),在同一柵壓下,毛隨溫度的上升而增大;而在大電流區(qū),功率MOSFET具有負電流溫度系數(shù),在同一柵壓下,乇隨溫度的上升而下降。在電力電子電路中,功率MOSFET作為開關(guān)元件通常工作于大電流開關(guān)狀態(tài),因而具有負溫度系數(shù)。此特性使功率MOSFET具有較好的熱穩(wěn)定性,芯片熱分布均勻,從而避免了由于熱電惡性循環(huán)而產(chǎn)生的電流集中效應(yīng)所導(dǎo)致的二次擊穿現(xiàn)象。

             

    功率MOSFET的特性包括靜態(tài)E6C2-CWZ5B特性和動態(tài)特性,輸出特性和轉(zhuǎn)移特性屬靜態(tài)特性,而開關(guān)特性則屬動態(tài)特性。
    1.輸出特性
    輸出特性也稱漏極伏安特性,它是以柵源電壓UG。為參變量,反映漏極電流k與漏源極電壓UD。間關(guān)系的曲線族。功率MOSFET的輸出特性如圖8-2所示,由圖可見輸出特性分為可調(diào)電阻區(qū)I、飽合區(qū)II和雪崩區(qū)III三個區(qū)。
    (1)可調(diào)電阻區(qū)I。UG。一定時,漏極電流,D與漏源極電壓UD。幾乎呈線性關(guān)系。當MOSFET作為開關(guān)器件應(yīng)用時,工作在此區(qū)內(nèi)。
    (2)飽和區(qū)II。在該區(qū)中,當UG。不變時幾乎不隨UD。的增加而加大,%近似為一個常數(shù)。當MOSFET用于線性放大時,則工作在此區(qū)內(nèi)。
    (3)雪崩區(qū)III。當漏源電壓U。過高時,使漏極PN結(jié)發(fā)生雪崩擊穿,漏極電流k會急劇增加。在使用器件時應(yīng)避免出現(xiàn)這種情況,否則會使器件損壞。
    功率MOSFET無反向阻斷能力,因為當漏源電壓UD。<O時,漏區(qū)PN結(jié)為正偏,漏源間流過反向電流。因此,功率MOSFET在應(yīng)用過程中,若必須承受反向電壓,則MOSFET電路中應(yīng)串入快速二極管。
    2.轉(zhuǎn)移特性
    轉(zhuǎn)移特性是指在一定的渦極與源極電壓UD。下,功率MOSFET的漏極電流k和柵極電壓Uos的關(guān)系曲線。功率MOSFET的轉(zhuǎn)移特性如圖8-3所示。該特性表征功率MOSFET的柵源電壓Uos對漏極電流的控制能力。
    由圖8-3 (a)可見,只有當漏源電壓U(諮>UG。油)時,器件才導(dǎo)通,UG。(m)稱為開啟電壓。圖8-3 (b)所示為殼溫Tc對轉(zhuǎn)移特性的影響。由圖可見,在低電流區(qū),功率MOSFET具有正電流溫度系數(shù),在同一柵壓下,毛隨溫度的上升而增大;而在大電流區(qū),功率MOSFET具有負電流溫度系數(shù),在同一柵壓下,乇隨溫度的上升而下降。在電力電子電路中,功率MOSFET作為開關(guān)元件通常工作于大電流開關(guān)狀態(tài),因而具有負溫度系數(shù)。此特性使功率MOSFET具有較好的熱穩(wěn)定性,芯片熱分布均勻,從而避免了由于熱電惡性循環(huán)而產(chǎn)生的電流集中效應(yīng)所導(dǎo)致的二次擊穿現(xiàn)象。

             

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