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关于功率MOSFET的工作原理

发布日期:2021-06-09 点击次数:314

    常用于MOSFET的电路符号有很多种变化,最常见的设计是以一条直线代表通道,两条和通道垂直的线代表源极与漏极,左方和通道平行而且较短的线代表栅极。有时也会将代表通道的直线以破折线代替,以区分增强型mosfet(enhancement mode mosfet)或是耗尽型mosfet(depletion mode mosfet)另外又分为NMOSFET和PMOSFET两种类型,电路符号如图所示(箭头的方向不同)。

 

    功率MOSFET的工作原理主要有两点:

1D、S加正电压(漏极为正、源极为负),UGS=0时,P体区和N漏区的PN结反偏,D、S之间没有电流通过;如果在G、S之间加一正电压UGS,由于栅极是绝缘的,所以不会有栅极电流流过,但栅极的正电压会将下面P区中的空穴推开,而将少数载流子电子吸引到P区表面;当UGS大于某一电压UT时,栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度,从而使P型半导体反型层N型半导体;这个反型层形成了源极和漏极间的N型沟道,使PN结消失,源极和漏极导电,流过漏极电流ID。UT称为开启电压或阀值电压,UGS超过UT越多,导电能力越强,ID越大。

2D、S加负电压(源极为正、漏极为负)时,PN结为正向偏置,相当于一个内部反向二极管(不具有快速回复特性),即MOSFET无反向阻断能力,可视为一个逆导元器件。

    由MOSFET工作原理可以看出,其导通时只有一种极性的载流子参与导电,所以也称单极型晶体管。MOSFET的驱动常根据电源IC和MOSFET的参数选择合适的电路,MOSFET一般用于开关电源的驱动电路。在使用MOSFET设计开关电源时,大部分人都会考虑MOSFET的导通电阻、最大电压、最大电流。但大家很多时候也只是考虑了这些因素,这样的电路虽然可以正常工作,但并不是一个好的设计方案。对于更细致的设计,MOSFET还应考虑自身的参数信息。对与一个确定的MOSFET,其驱动电路、驱动输出的峰值电流等,都会影响MOSFET的开关性能。

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