Nchịkọta MOSFET

A na-ekekwa MOSFET ike n'ụdị nkwụsị na ụdị ọnụ ụzọ ámá mkpuchi, mana ọ na-ejikarị ezo aka n'ụdị ọnụ ụzọ ámá mkpuchi MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), nke a na-akpọ ike MOSFET (Power MOSFET). A na-akpọkarị transistor ụdị ike mpaghara mmetụta ikuku electrostatic transistor (Static Induction Transistor - SIT). A na-eji voltaji ọnụ ụzọ ámá iji chịkwaa drain ugbu a, sekit mbanye dị mfe, na-achọ obere ike mbanye, ọsọ ọsọ ọsọ ọsọ, ugboro ole na-arụ ọrụ, nkwụsi ike ọkụ dị mma karịaGTR, ma ikike ya ugbu a dị ntakịrị, obere voltaji, n'ozuzu ya na-emetụta ike ọ bụghị ihe karịrị 10kW nke ngwaọrụ eletrik.

1. Ike MOSFET Ọdịdị na ụkpụrụ ọrụ

Ụdị MOSFET ike: dị ka ọwa na-eduzi nwere ike kewaa n'ime P-channel na N-channel. Dị ka ọnụ ụzọ voltaji amplitude nwere ike kewaa; ụdị mmebi; mgbe voltaji ọnụ ụzọ ámá bụ efu mgbe oghere-isi iyi n'etiti ịdị adị nke a ọwa, enwekwukwa; maka ngwaọrụ ọwa N (P), voltaji ọnụ ụzọ dị ukwuu karịa (ihe na-erughị) efu tupu ịdị adị nke ọwa na-eduzi, ike MOSFET bụ ọkachasị N-ọwa kwalite.

1.1 IkeMOSFETnhazi　　

Ike MOSFET nhazi ime na akara eletrik; Nduzi ya naanị otu polarity ebu (polys) na-etinye aka na conductive, bụ transistor unipolar. Usoro nchịkwa bụ otu ihe ahụ dị ka MOSFET dị ala, ma ihe owuwu ahụ nwere nnukwu ọdịiche, MOSFET dị ala bụ ngwaọrụ na-eduzi kwụ ọtọ, ike MOSFET ọtụtụ n'ime ihe nhazi nke kwụ ọtọ, nke a makwaara dị ka VMOSFET (Vertical MOSFET). , nke na-eme ka voltaji ngwaọrụ MOSFET dịkwuo mma na ike iguzogide ugbu a.

Dị ka ndị dị iche iche na vetikal conductive Ọdịdị, ma kewara n'ime ojiji nke V-shaped uzo iji nweta vetikal conductivity nke VVMOSFET na nwere vetikal conductive okpukpu abụọ-agbasa MOSFET Ọdịdị nke VDMOSFET (Vertical Double-diffused).MOSFET), A na-atụle akwụkwọ a nke ọma dị ka ihe atụ nke ngwaọrụ VDMOS.

MOSFET ike maka otutu ihe ejikọtara ọnụ, dị ka International Rectifier (International Rectifier) ​​HEXFET na-eji nkeji hexagonal; Siemens (Siemens) SIPMOSFET na-eji nkeji square; Motorola (Motorola) TMOS na-eji nkeji akụkụ anọ site na nhazi ụdị "Pin".

1.2 Ike MOSFET ụkpụrụ nke ọrụ

Ebipụ: n'etiti okporo osisi drain-source gbakwunyere ezigbo ọkụ ọkụ, oghere ọnụ ụzọ n'etiti voltaji bụ efu. p base region na N drift region kpụrụ n'etiti PN junction J1 reverse bias, ọ dịghị ugbu a eruba n'etiti drain-isi iyi.

Conductivity: Site na voltaji dị mma UGS etinyere n'etiti ọnụ ụzọ ámá-isi iyi, ọnụ ụzọ ámá na-ekpuchi ya, n'ihi ya, ọ dịghị ọnụ ụzọ ámá ugbu a. Otú ọ dị, voltaji dị mma nke ọnụ ụzọ ámá ga-akwapụ oghere ndị dị na P-mpaghara n'okpuru ya, na-adọta ndị oligons-electrons na P-region na elu nke P-mpaghara n'okpuru ọnụ ụzọ ámá mgbe UGS dị ukwuu karịa. UT (mgbanaka voltaji ma ọ bụ ọnụ ụzọ voltaji), ntinye nke electrons n'elu P-mpaghara n'okpuru ọnụ ụzọ ámá ga-abụ karịa ntinye nke oghere, nke mere na ụdị P. semiconductor tụgharịrị n'ime ụdị N wee ghọọ oyi akwa na-atụgharị, na oyi akwa a tụgharịrị na-eme ka ọwa N-eme ka PN junction J1 na-apụ n'anya, igbapu na isi mmalite.

1.3 Njirimara ndị bụ isi nke MOSFET ike

1.3.1 Njirimara static.

Mmekọrịta dị n'etiti ID na-agbapụta ugbu a na voltaji UGS n'etiti ọnụ ụzọ ámá ka a na-akpọ njirimara nnyefe nke MOSFET, ID dị ukwuu, mmekọrịta dị n'etiti ID na UGS bụ ihe dịka linear, na mkpọda nke curve na-akọwa dị ka transconductance Gfs. .

Ihe njiri mara volt-ampere drain (mpụta mmepụta) nke MOSFET: mpaghara cutoff (dakọtara na mpaghara cutoff nke GTR); mpaghara saturation (dakọtara na mpaghara mmụba nke GTR); mpaghara na-abụghị saturation (dabere na mpaghara saturation nke GTR). Ike MOSFET na-arụ ọrụ na ọnọdụ mgbanwe, ya bụ, ọ na-atụgharị azụ na azụ n'etiti mpaghara cutoff na mpaghara enweghị saturation. Ike MOSFET nwere diode parasitic n'etiti ọdụ ụgbọ mmiri, na ngwaọrụ na-eduzi mgbe a na-etinye voltaji ntụgharị n'etiti ọdụ ụgbọ mmiri. Nguzogide na steeti nke MOSFET ike nwere ọnụọgụ okpomọkụ dị mma, nke dị mma maka ịha nhata ugbu a mgbe ejikọtara ngwaọrụ n'otu n'otu.

1.3.2 Njiri mara Dike;

ya ule sekit na ịgbanwee usoro waveforms.

Usoro ntụgharị; oge ntụgharị oge td (na) - oge n'etiti oge n'ihu na oge mgbe uGS = UT na iD malitere ịpụta; oge bilie tr- oge mgbe uGS na-ebili site na uT gaa na voltaji ọnụ ụzọ UGSP nke MOSFET na-abanye na mpaghara na-adịghị jupụta; A na-ekpebi uru steeti iD na-akwụsi ike site na mgbapu ọkọnọ voltaji, UE, na drain The ịdị ukwuu nke UGSP na-metụtara ọnụ ala ala nke iD. Mgbe UGS rutere UGSP, ọ na-aga n'ihu na-ebili n'okpuru ọrụ nke elu ruo mgbe ọ ruru ọnọdụ kwụ ọtọ, mana iD agbanwebeghị. Agbanye oge ton-Nchịkọta oge ntụgharị oge igbu oge na oge ịrị elu.

Gbanyụọ oge igbu oge td(gbanyụọ) -Oge oge iD malitere ibelata na efu site na oge elu dara na efu, a na-ewepụ Cin site na Rs na RG, na uGS dara na UGSP dịka usoro ntụgharị.

Oge ọdịda tf- Oge site na mgbe uGS na-aga n'ihu na-ada site na UGSP na iD na-ebelata ruo mgbe ọwa ga-apụ na uGS <UT na ID na-adaba na efu. Gbanyụọ oge toff- Nchikota nke oge nkwụsị nkwụsị na oge ọdịda.

1.3.3 MOSFET mgbanwe ọsọ.

MOSFET na-agbanwe ọsọ ọsọ na ịchaji na ịgbanye Cin nwere ezigbo mmekọrịta, onye ọrụ enweghị ike ibelata Cin, mana ọ nwere ike belata nguzogide nke ime sekit Rs iji belata oge na-agbanwe agbanwe, iji mee ka ịgbanye ọsọ ọsọ, MOSFET na-adabere naanị na polytronic conductivity, enweghị mmetụta nchekwa oligotronic, ya mere usoro mmechi ahụ na-adị ngwa ngwa, oge ntụgharị nke 10-100ns, oge ọrụ nwere ike iru 100kHz ma ọ bụ karịa, bụ ihe kachasị elu nke ngwaọrụ eletrọnịkị isi ike.

Ngwa ndị a na-achịkwa ubi chọrọ ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ enweghị ntinye ugbu a na izu ike. Otú ọ dị, n'oge usoro mgbanwe ahụ, ọ dị mkpa ka a na-ebunye capacitor ntinye ma wepụ ya, nke ka na-achọkwa ike ịkwọ ụgbọala. Ọganihu ngbanwe dị elu, ka ike mbanye chọrọ ka ukwuu.

1.4 Mmelite arụmọrụ dị ike

Na mgbakwunye na ngwa ngwa iji tụlee voltaji ngwaọrụ, ugbu a, ugboro ole, ma ga-amụtakwa na ngwa nke otú e si echebe ngwaọrụ, ọ bụghị ime ka ngwaọrụ na mgbanwe mgbanwe na mmebi. N'ezie thyristor bụ ngwakọta nke transistors bipolar abụọ, jikọtara ya na nnukwu ikike n'ihi nnukwu mpaghara, ya mere ike dv / dt ya dị mfe karị. Maka di/dt ọ nwekwara nsogbu mpaghara conduction agbatịkwu, yabụ na ọ na-etinye oke oke.

Okwu nke ike MOSFET dị nnọọ iche. A na-echekarị ike dv/dt na di/dt n'ihe gbasara ike kwa nanosecond (kama karịa kwa microsecond). Mana n'agbanyeghị nke a, ọ nwere oke arụmọrụ dị ike. Enwere ike ịghọta ihe ndị a n'usoro nke isi nhazi nke MOSFET ike.

Nhazi nke MOSFET ike na sekit ya kwekọrọ. Na mgbakwunye na ikike n'ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ akụkụ ọ bụla nke ngwaọrụ ahụ, a ghaghị iburu n'uche na MOSFET nwere diode ejikọrọ na ya. Site n'echiche ụfọdụ, enwerekwa transistor parasitic. (Dịka IGBT na-enwekwa thyristor parasitic). Ihe ndị a bụ ihe dị mkpa n'ịmụ banyere omume ike nke MOSFET.

Nke mbụ, diode intrinsic nke etinyere na usoro MOSFET nwere ikike oke oke mmiri. A na-egosipụtakarị nke a n'usoro nke otu ike oke oke mmiri na ike oke oke mmiri ugboro ugboro. Mgbe reverse di/dt buru ibu, a na-edobe diode ahụ ka ọ na-agba ọsọ ngwa ngwa, nke nwere ike ịbanye na mpaghara oke oke mmiri ma nwee ike imebi ngwaọrụ ahụ ozugbo ike oke oke mmiri gafere. Dị ka ọ dị na diode ọ bụla PN junction, inyocha njirimara ya siri ike dị mgbagwoju anya. Ha dị nnọọ iche na echiche dị mfe nke njikọ PN na-eduzi na ntụgharị ihu na igbochi na ntụgharị ihu. Mgbe ihe dị ugbu a na-ada ngwa ngwa, diode na-efunahụ ikike igbochi azụ maka oge a maara dị ka oge mgbake azụ. enwekwara oge mgbe a chọrọ nkwụsị PN ka ọ na-eme ngwa ngwa ma ghara igosi nkwụsị dị ala. Ozugbo a na-atụgharị n'ime diode n'ime MOSFET ike, obere ndị na-ebu ọgwụ na-agbakwụnye na mgbagwoju anya nke MOSFET dị ka ngwaọrụ multitronic.

Ọnọdụ ndị na-agafe agafe nwere njikọ chiri anya na ọnọdụ ahịrị, na akụkụ a kwesịrị inye nlebara anya zuru oke na ngwa ahụ. Ọ dị mkpa ịnweta ihe ọmụma dị omimi nke ngwaọrụ ahụ iji mee ka nghọta na nyocha nke nsogbu ndị kwekọrọ na ya dị mfe.