電力場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理

功率場(chǎng)效應(yīng)管(Power MOSFET)也叫電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管，是一種單極型的電壓控制器件，不但有自關(guān)斷能力,而且有驅(qū)動(dòng)功率小,開(kāi)關(guān)速度高、無(wú)二次擊穿、安全工作區(qū)寬等特點(diǎn)。由于其易于驅(qū)動(dòng)和開(kāi)關(guān)頻率可高達(dá)500kHz，特別適于高頻化電力電子裝置，如應(yīng)用于DC/DC變換、開(kāi)關(guān)電源、便攜式電子設(shè)備、航空航天以及汽車(chē)等電子電器設(shè)備中。但因?yàn)槠?a href="http://ttokpm.com/tags/電流/" target="_blank">電流、熱容量小，耐壓低，一般只適用于小功率電力電子裝置。

電力場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理

電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管種類(lèi)和結(jié)構(gòu)有許多種，按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道，同時(shí)又有耗盡型和增強(qiáng)型之分。在電力電子裝置中，主要應(yīng)用N溝道增強(qiáng)型。

電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管導(dǎo)電機(jī)理與小功率絕緣柵MOS管相同，但結(jié)構(gòu)有很大區(qū)別。小功率絕緣柵MOS管是擴(kuò)散形成的器件，導(dǎo)電溝道平行于芯片表面，橫向?qū)щ?。電力?chǎng)效應(yīng)晶體管大多采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，提高了器件的耐電壓和耐電流的能力。按垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的不同，又可分為2種：V形槽VVMOSFET和雙擴(kuò)散VDMOSFET。

電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管采用多單元集成結(jié)構(gòu)，一個(gè)器件由成千上萬(wàn)個(gè)小的MOSFET組成。N溝道增強(qiáng)型雙擴(kuò)散電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管一個(gè)單元的部面圖，如圖1(a)所示。電氣符號(hào)，如圖1(b)所示。

電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管有3個(gè)端子：漏極D、源極S和柵極G。當(dāng)漏極接電源正，源極接電源負(fù)時(shí)，柵極和源極之間電壓為0，溝道不導(dǎo)電，管子處于截止。如果在柵極和源極之間加一正向電壓UGS，并且使UGS大于或等于管子的開(kāi)啟電壓UT，則管子開(kāi)通，在漏、源極間流過(guò)電流ID。UGS超過(guò)UT越大，導(dǎo)電能力越強(qiáng)。

審核編輯 黃宇