MOSFET күзәтү

Көч MOSFET шулай ук ​​тоташу төренә һәм изоляцияләнгән капка төренә бүленә, ләкин гадәттә нигездә MOSFET (металл оксиды ярымүткәргеч FET) изоляцияләнгән капка тибына карый, ул MOSFET (Power MOSFET) дип атала. Чишелеш тибындагы электр кыры эффект транзисторы гадәттә электростатик индукция транзисторы дип атала (Статик индукция транзисторы - SIT). Ул дренаж токын контрольдә тоту өчен капка көчәнеше белән характерлана, саклагыч схемасы гади, аз йөртү көче таләп итә, тиз күчү тизлеге, югары эш ешлыгы, җылылык тотрыклылыгы яхшыракГТР, ләкин аның хәзерге сыйдырышлыгы кечкенә, түбән көчәнеш, гадәттә 10 кВттан артык булмаган электрон җайланмаларга кагыла.

1. Көч MOSFET структурасы һәм эш принцибы

Көч MOSFET төрләре: үткәргеч канал буенча P-каналга һәм N-каналга бүләргә мөмкин. Капка көчәнеш амплитудасы буенча бүләргә мөмкин; тузу төре; үткәргеч канал барлыгы арасындагы дренаж чыганагы баганасы көчәнеш нуль булганда; N (P) канал җайланмасы өчен, капка көчәнеше үткәргеч канал булганчы нульдән зуррак, MOSFET көче нигездә N-канал көчәйтелгән.

1.1 КөчMOSFETструктурасы　　

Көч MOSFET эчке төзелеше һәм электр символлары; аны үткәрү үткәргечтә катнашкан бер поляритик йөртүче (полис) бер поляр транзистор. Meткәрү механизмы аз көчле MOSFET белән бертигез, ләкин структурасы зур аермага ия, аз көчле MOSFET - горизонталь үткәргеч җайланма, көче MOSFET вертикаль үткәргеч структурасының күпчелек өлеше, шулай ук ​​VMOSFET (Вертикаль MOSFET) дип атала. , бу MOSFET җайланмасының көчәнешен һәм токка каршы тору мөмкинлеген шактый яхшырта.

Вертикаль үткәргеч структурасындагы аермалар буенча, шулай ук ​​VVMOSFETның вертикаль үткәрүчәнлегенә ирешү өчен V формасындагы трюкны куллануга бүленгән һәм VDMOSFETның вертикаль үткәргеч икеләтә таралган MOSFET структурасы бар (Вертикаль икеләтә таралган)MOSFET), бу кәгазь, нигездә, VDMOS җайланмалары мисалы буларак карала.

Алты почмаклы берәмлек кулланып, Халыкара Ректифиер (Халыкара Ректифиер) HEXFET кебек күп интеграль структура өчен көч MOSFETлар; Квадрат берәмлек кулланып Siemens (Siemens) SIPMOSFET; Motorola (Motorola) TMOS "Пин" формасы аранжировкасы буенча турыпочмаклы берәмлек куллана.

1.2 Эш MOSFET эш принцибы

Кисү: дренаж чыганагы полюслары һәм уңай электр тәэминаты арасында, көчәнеш арасындагы капка чыганаклары нуль. p базасы өлкәсе һәм N дрифт өлкәсе PN кушылмасы арасында формалашкан J1 кире як, дренаж чыганагы полюслары арасында агым юк.

Ucткәрүчәнлек: капка чыганагы терминаллары арасында кулланылган уңай көчәнеш UGS белән капка изоляцияләнгән, шуңа күрә капка токы агып тормый. Ләкин, капканың уңай көчәнеше аның астындагы P-төбәктәге тишекләрне этәрәчәк, һәм P-региондагы олигон-электроннарны UGS зуррак булганда капка астындагы P-регион өслегенә җәлеп итәчәк. UT (кабызу көчәнеше яки бусага көчәнеше), капка астындагы P-регион өслегендә электроннарның концентрациясе тишекләр концентрациясеннән күбрәк булачак, шулай итеп P тибындагы ярымүткәргеч N тибына әйләнеп, әйләнәчәк. кире катлам, һәм кире катлам N-канал формалаштыра һәм PN чишелешен юкка чыгара, агыза һәм чыганак үткәргеч итә.

1.3 Көч MOSFETларның төп характеристикалары

1.3.1 Статик характеристика.

Дренаж агымының ID белән капка чыганагы арасындагы көчәнеш UGS арасындагы бәйләнеш MOSFETның күчерү характеристикасы дип атала, ID зуррак, ID һәм UGS арасындагы бәйләнеш якынча сызыклы, һәм кәкре кыры транскондуктив Gfs дип билгеләнә. .

MOSFETның дренаж вольт-ампер характеристикалары (чыгу характеристикалары): кисү өлкәсе (ГТРның киселгән өлкәсенә туры килә); туендыру өлкәсе (ГТР көчәйтү өлкәсенә туры килә); туенмаган төбәк (ГТРның туену өлкәсенә туры килә). MOSFET көче күчү халәтендә эшли, ягъни ул киселгән төбәк белән туенмаган төбәк арасында артка борыла. MOSFET көче дренаж чыганагы терминаллары арасында паразитик диодка ия, һәм җайланма дренаж чыганагы терминаллары арасында кире көчәнеш кулланылганда үткәрә. MOSFET көченең дәүләт каршылыгы уңай температура коэффициентына ия, бу җайланмалар параллель тоташканда токны тигезләү өчен уңайлы.

1.3.2 Динамик характеристика;

аның сынау схемасы һәм күчү процессының дулкын формалары.

Эш процессы; кабызу тоткарлану вакыты td (кабызу) - фронт моменты белән uGS = UT һәм iD пәйда була башлаган вакыт арасындагы вакыт; күтәрелү вакыты - uGS uT-тан капка көчәнешенә күтәрелгән вакыт, MOSFET туенмаган төбәккә керә; iD-ның тотрыклы дәүләт бәясе дренаж тәэмин итү көчәнеше, UE һәм дренаж белән билгеләнә. UGSP зурлыгы iD-ның тотрыклы дәүләт кыйммәте белән бәйле. UGS UGSPга җиткәч, ул тотрыклы хәлгә җиткәнче күтәрелә, ләкин iD үзгәрми. Эш вакыты тон-сумны эшләтеп җибәрү вакыты һәм күтәрелү вакыты.

Тоткарлану вакыты td (сүндерелгән) - iD нульгә төшә башлаган вакыт нульгә төшә башлаган вакыт, Cin Rs һәм RG аша чыгарыла, һәм uGS экспоненциаль сызык буенча UGSPга төшә.

Төшү вакыты tf- uGS UGSP-тан төшүне дәвам итә һәм iGS <UT һәм ID нульгә төшкәнче кими. Сүндерү вакыты - сүндерү вакыты һәм көз вакыты.

1.3.3 MOSFET күчү тизлеге.

MOSFET күчү тизлеге һәм Cin зарядлау һәм агызу бик яхшы мөнәсәбәттә, кулланучы Cin-ны киметә алмый, ләкин вакытның тотрыклылыгын киметү, күчү тизлеген тизләтү өчен, MOSFET политрон үткәрүчәнлеккә генә таяна, олиготроник саклау эффекты юк, һәм шулай итеп ябу процессы бик тиз, күчү вакыты 10-100нс, эш ешлыгы 100 кГц яки аннан да күбрәк булырга мөмкин, төп электрон электронның иң югарысы. җайланмалар.

Кыр белән идарә итүче җайланмалар ял вакытында кертү токын таләп итми диярлек. Ләкин, күчү процессында кертү конденсаторын зарядка ясарга һәм җибәрергә кирәк, бу әле билгеле күләмдә йөртү көчен таләп итә. Күчерү ешлыгы никадәр югары булса, саклагыч көче шулкадәр зур.

1.4 Динамик эшне яхшырту

Deviceайланма кушымтасына өстәп, җайланманың көчәнешен, токын, ешлыгын исәпкә алу, шулай ук ​​җайланманы ничек сакларга икәнлеген үзләштерергә, җайланманы зыянның вакытлыча үзгәртүенә кертмәскә кирәк. Әлбәттә, тиристор - ике биполяр транзисторның кушылмасы, зур мәйдан аркасында зур сыйдырышлык белән кушылган, шуңа күрә аның dv / dt мөмкинлеге зәгыйфь. Di / dt өчен аның киңәйтелгән үткәрү өлкәсе проблемасы бар, шуңа күрә ул бик каты чикләүләр дә куя.

MOSFET көченең эше бөтенләй башка. Аның dv / dt һәм di / dt мөмкинлеге еш кына наносекундка (микросекундка түгел) мөмкинлек ягыннан бәяләнә. Ләкин моңа карамастан, аның динамик эш чикләүләре бар. Аларны MOSFET көченең төп структурасы ягыннан аңларга мөмкин.

Көч MOSFET структурасы һәм аңа туры килгән эквивалент схема. Theайланманың һәр өлешендә диярлек сыйдырышлыкка өстәп, MOSFET параллель рәвештә тоташтырылган диод бар дип санарга кирәк. Билгеле бер күзлектән караганда, шулай ук ​​паразитик транзистор бар. (IGBTның паразитик тиристоры булган кебек). Бу MOSFETларның динамик тәртибен өйрәнүдә мөһим факторлар.

Беренчедән, MOSFET структурасына бәйләнгән эчке диод ниндидер кар көчлегенә ия. Бу, гадәттә, бер кар көчлеге һәм кабат кар көчлеге мөмкинлеге белән күрсәтелә. Кире ди / дт зур булганда, диод бик тиз импульс сугуына дучар була, ул кар көчлегенә керергә һәм кар көчләре артканнан соң җайланмага зыян китерергә мөмкин. Теләсә нинди PN тоташу диоды кебек, аның динамик характеристикаларын тикшерү бик катлаулы. Алар PN тоташуының гади концепциясеннән бик аерылып торалар, алга таба алып баралар һәм кире якка блоклыйлар. Ток тиз төшкәндә, диод кире торгызу вакыты дип аталган вакытка кире блоклау мөмкинлеген югалта. шулай ук ​​PN тоташуы тиз үткәрелергә тиеш һәм бик түбән каршылык күрсәтмәгән вакыт бар. MOSFET көче белән диодка алга инъекция булганнан соң, инъекцияләнгән азчылык йөртүчеләре шулай ук ​​MOSFETның мультиметрик җайланма буларак катлаулылыгын өстиләр.

Вакытлы шартлар сызык шартлары белән тыгыз бәйләнгән, һәм бу аспект кушымтада җитәрлек игътибар бирелергә тиеш. Тиешле проблемаларны аңлау һәм анализлау өчен җайланма турында тирән белемгә ия булу мөһим.