流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。功率MOSFET的种类:按导电沟道可分为P沟道和N沟道。按栅极电压幅值可分为;耗尽型;当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道,增强型;对于N(P)沟道器件,栅极电压大于(小于)零时才存在导电沟道,功率MOSFET主要是N沟道增强型。52功率MOSFET的结构功率MOSFET的内部结构和电气符号如图1所示;其导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电,是单极型晶体管。导电机理与小功率MOS管相同,但结构上有较大区别,小功率MOS管是横向导电器件,功率MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET(VerticalMOSFET),大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。
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fMOSFET的结构与电气图形符号如图7所示。
图7MOSFET的结构与电气图形符号按垂直导电结构的差异,又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET(VerticalDoublediffusedMOSFET),本文主要以VDMOS器件为例进行讨论。电力MOSFET也是多元集成结构,一个器件由许多个小MOSFET元组成。每个元的形状和排列方法,不同生产厂家采用了不同的设计,甚至因此对其产品去了不同的名称。具体的单元形状有六边形、正方形等,也有矩形单元按“品”字型排列的
53功率MOSFET的工作原理
截止:漏源极间加正电源,栅源极间电压为零。P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏,漏源极之间无电流流过。导电:在栅源极间加正电压UGS,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其下面P区中的空穴推开,而将P区中的少子电子吸引到栅极下面的P区表面当UGS大于UT(开启电压或阈值电压)时,栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度,使P型半导体反型成N型而成为反型层,该反型层形成N沟道而使PN结J1消失,漏极和源极导电。54各元件参数计算根据设计要求可选大小为100V的直流电压源,如果选取降压斩波电路的占空比为
50,则输出电压Uo50V,输出功率Po
Uo2,要求输出功率为300W,可计算出负R
载电阻R833。电压控制电压源和脉冲电压源可组成MOSFET功率开关的驱动电路。
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f计算LC:由式,周期T可由开关频率5KHz得出为2104s,把Uo、、Po代入上式得出LC417104H。虽说电感L的值越大,得到的图形越稳定,但在此电路中,需要看到文波,因此按计算值设置参数就可以啦。计算C:由式,要求脉动率10,取10,计算,代入上式计算出。虽说电容C的值越大,得到的图形越稳r