MOSFET ئومۇمىي ئەھۋالى

قۇۋۋەت MOSFET يەنە ئۇلىنىش تىپى ۋە يېپىق شەكىلدىكى دەرۋازا تىپىغا ئايرىلىدۇ ، ئەمما ئادەتتە يېپىق ھالەتتىكى دەرۋازا تىپى MOSFET (مېتال ئوكسىد يېرىم ئۆتكۈزگۈچ FET) نى كۆرسىتىدۇ ، بۇ توك MOSFET (Power MOSFET) دەپ ئاتىلىدۇ. تۇتاشتۇرۇش تىپىدىكى ئېلېكتر مەيدانى ئېففېكتى ترانس ist ورستور ئادەتتە ئېلېكتر سىتاتىك ئىندۇكسىيە ترانس ist ور (Static Induction Transistor - SIT) دەپ ئاتىلىدۇ. ئۇ دەرۋازا بېسىمى بىلەن توك چىقىرىش ئېقىمىنى كونترول قىلىدۇ ، قوزغاتقۇچ توك يولى ئاددىي ، قوزغاتقۇچنىڭ ئاز بولۇشى ، تېز ئالماشتۇرۇش سۈرئىتى ، مەشغۇلات چاستوتىسى يۇقىرى ، ئىسسىقلىق مۇقىملىقى ياخشىراق.GTR، ئەمما ئۇنىڭ سىغىمى كىچىك ، تۆۋەن بېسىملىق ، ئادەتتە پەقەت 10kW دىن ئېشىپ كەتمەيدىغان ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىگە ئىشلىتىلىدۇ.

1. قۇۋۋەت MOSFET قۇرۇلمىسى ۋە مەشغۇلات پرىنسىپى

قۇۋۋەت MOSFET تىپلىرى: ئۆتكۈزگۈچ قانالغا ئاساسەن P قانال ۋە N قانالغا بۆلۈشكە بولىدۇ. دەرۋازا بېسىمى ئامپلىتسىيەسىگە ئاساسەن بۆلۈشكە بولىدۇ تۈگىتىش تىپى; دەرۋازا بېسىمى نۆل بولغاندا ، سۇ چىقىرىش مەنبەسى قۇتۇپ ئۆتكۈزگۈچ قانالنىڭ مەۋجۇتلۇقى ئارىسىدىكى كۈچەيگەندە. N (P) قانال ئۈسكۈنىسىگە نىسبەتەن ، دەرۋازا بېسىمى نۆلدىن چوڭ (ئۆتكۈزگۈچ قانال) مەۋجۇت بولۇشتىن ئىلگىرى نۆلدىن چوڭ ، MOSFET قۇۋۋىتى ئاساسلىقى N قانالنى كۈچەيتىدۇ.

1.1 PowerMOSFETقۇرۇلما　　

قۇۋۋەت MOSFET ئىچكى قۇرۇلمىسى ۋە ئېلېكتر بەلگىسى; ئۇنىڭ ئۆتكۈزۈشى پەقەت بىرلا قۇتۇپلۇق توشۇغۇچى (كۆپ قۇتۇپلۇق) ئۆتكۈزگۈچكە چېتىشلىق ، كۆپ قۇتۇپلۇق ترانسزور. ھەرىكەتلەندۈرۈش مېخانىزىمى تۆۋەن قۇۋۋەتلىك MOSFET بىلەن ئوخشاش ، ئەمما قۇرۇلمىسىنىڭ پەرقى چوڭ ، تۆۋەن قۇۋۋەتلىك MOSFET گورىزونتال ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىسى ، قۇۋۋەت MOSFET كۆپىنچە تىك ئۆتكۈزگۈچ قۇرۇلما ، VMOSFET (ۋېرتىكال MOSFET) دەپمۇ ئاتىلىدۇ. بۇ MOSFET ئۈسكۈنىسىنىڭ توك بېسىمى ۋە توكقا قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىنى زور دەرىجىدە ئۆستۈرىدۇ.

ۋېرتىكال ئۆتكۈزگۈچ قۇرۇلمىسىنىڭ ئوخشىماسلىقىغا ئاساسەن ، ئەمما V شەكىللىك ئوقنى ئىشلىتىشكە بۆلۈنۈپ ، VVMOSFET نىڭ تىك ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى قولغا كەلتۈرگەن ھەمدە VDMOSFET نىڭ تىك ئۆتكۈزگۈچ قوش تارقالغان MOSFET قۇرۇلمىسى بار (تىك قوش قوش تارقالغان)MOSFET) ، بۇ قەغەز ئاساسلىقى VDMOS ئۈسكۈنىلىرىنىڭ مىسالى سۈپىتىدە مۇلاھىزە قىلىنغان.

كۆپ خىل توپلاشتۇرۇلغان قۇرۇلما ئۈچۈن Power MOSFETs ، مەسىلەن ئالتە تەرەپلىك بىرلىكنى ئىشلىتىپ خەلقئارالىق تۈزەشتۈرگۈچ (خەلقئارالىق تۈزەشتۈرگۈچ) HEXFET. كۋادرات بىرلىك ئىشلىتىپ Siemens (Siemens) SIPMOSFET; موتورولا (موتورولا) TMOS «پىن» شەكىل ئورۇنلاشتۇرۇشى ئارقىلىق تىك تۆت بۇلۇڭلۇق بىرلىكنى ئىشلىتىپ.

1.2 Power MOSFET مەشغۇلات پرىنسىپى

كېسىش: سۇ چىقىرىش مەنبەسى قۇتۇبى ۋە ئاكتىپ توك بىلەن تەمىنلەش ئوتتۇرىسىدا ، توك بېسىمى ئارىسىدىكى دەرۋازا قۇتۇبى نۆل. p ئاساسى رايون بىلەن N يۆتكىلىش رايونى PN ئۇلىنىشى J1 تەتۈر يۆنىلىشتە شەكىللەنگەن ، سۇ چىقىرىش مەنبەسى قۇتۇپلىرى ئارىسىدا نۆۋەتتىكى ئېقىن يوق.

ئۆتكۈزۈشچانلىقى: دەرۋازا مەنبە تېرمىنالى ئارىسىدا مۇسبەت بېسىملىق UGS قوللىنىلغاندىن كېيىن ، دەرۋازا يېپىق ، شۇڭا دەرۋازا ئېقىمى يوق. قانداقلا بولمىسۇن ، دەرۋازىنىڭ مۇسبەت بېسىمى ئۇنىڭ ئاستىدىكى P رايونىدىكى تۆشۈكلەرنى ئىتتىرىۋېتىدۇ ، ھەمدە UGS چوڭ بولغاندا P رايوندىكى ئولىگون ئېلېكترونلىرىنى دەرۋازىنىڭ ئاستىدىكى P رايوننىڭ يۈزىگە جەلپ قىلىدۇ. UT (قوزغىتىش توك بېسىمى ياكى بوسۇغا بېسىمى) ، ئېلېكترونلارنىڭ دەرۋازا ئاستىدىكى P رايون يۈزىدىكى قويۇقلۇقى تۆشۈكنىڭ قويۇقلۇقىدىن ئېشىپ كېتىدۇ ، شۇڭا P تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ N تىپقا ئۆزگىرىپ كېتىدۇ. inverted قەۋەت ، تەتۈر قەۋەت N قانال ھاسىل قىلىپ ، PN ئۇلىنىشىنى J1 يوقىتىدۇ ، سۇ چىقىرىدۇ ۋە مەنبە ئۆتكۈزگۈچ قىلىدۇ.

1.3 قۇۋۋەت MOSFETs نىڭ ئاساسلىق ئالاھىدىلىكى

1.3.1 تۇراقلىق ئالاھىدىلىك.

ئېرىق ئېقىمى كىملىكى بىلەن توك بېسىمى UGS نىڭ دەرۋازا مەنبەسى ئوتتۇرىسىدىكى مۇناسىۋىتى MOSFET نىڭ يۆتكىلىش ئالاھىدىلىكى دەپ ئاتىلىدۇ ، كىملىك ​​تېخىمۇ چوڭ ، كىملىك ​​بىلەن UGS نىڭ مۇناسىۋىتى تەخمىنەن تۈز سىزىقلىق بولۇپ ، ئەگرى سىزىقنىڭ يانتۇلۇق ھالقىسى Gfs دەپ ئېنىقلىما بېرىلگەن. .

MOSFET نىڭ سۇ چىقىرىش ۋولت-ئامپېر ئالاھىدىلىكى (چىقىرىش ئالاھىدىلىكى): كېسىش رايونى (GTR نىڭ كېسىش رايونىغا ماس كېلىدۇ) تويۇنۇش رايونى (GTR نىڭ كېڭەيتىش رايونىغا ماس كېلىدۇ) تويۇنمىغان رايون (GTR نىڭ تويۇنۇش رايونىغا ماس كېلىدۇ). MOSFET قۇۋۋىتى ئالماشتۇرۇش ھالىتىدە ھەرىكەت قىلىدۇ ، يەنى ئۇ كېسىش رايونى بىلەن تويۇنمىغان رايون ئارىسىدا ئالدى-كەينىگە ئالماشتۇرىدۇ. قۇۋۋەت MOSFET نىڭ سۇ چىقىرىش مەنبەسى تېرمىنالى ئارىسىدا پارازىت دىئود بار ، بۇ ئۈسكۈنە سۇ چىقىرىش مەنبەسى تېرمىنالى ئارىسىدا تەتۈر بېسىم ئىشلەتكەندە ئېلىپ بېرىلىدۇ. MOSFET قۇۋۋىتىنىڭ دۆلەت ئىچىدىكى قارشىلىق كۈچى مۇسبەت تېمپېراتۇرا كوئېففىتسېنتىغا ئىگە بولۇپ ، ئۈسكۈنىلەر پاراللېل ئۇلانغاندا توكنى تەڭلەشتۈرۈشكە پايدىلىق.

1.3.2 ھەرىكەتچان خاراكتېر

ئۇنىڭ سىناق توك يولى ۋە ئالماشتۇرۇش جەريانىدىكى دولقۇن شەكلى.

ئېچىش جەريانى قوزغىتىش كېچىكىش ۋاقتى td (on) - ئالدىدىكى ۋاقىت بىلەن uGS = UT ۋە iD كۆرۈنۈشكە باشلىغان ۋاقىت ئارىسىدىكى ۋاقىت. ئۆرلەش ۋاقتى tr- uGS نىڭ UT دىن ئۆرلەپ توك بېسىمى UGSP غا ئۆرلەيدىغان ۋاقىت ، MOSFET تويۇنمىغان رايونغا كىرىدۇ. iD نىڭ مۇقىم ھالەتتىكى قىممىتى سۇ چىقىرىش بېسىمى ، UE ۋە سۇ چىقىرىش مىقدارى تەرىپىدىن بەلگىلىنىدۇ. UGSP نىڭ چوڭلۇقى iD نىڭ مۇقىم ھالەت قىممىتى بىلەن مۇناسىۋەتلىك. UGS UGSP غا يەتكەندىن كېيىن ، ئۇ مۇقىم ھالەتكە يەتكۈچە ھەرىكەتنىڭ تەسىرىدە داۋاملىق ئۆرلەيدۇ ، ئەمما iD ئۆزگەرمەيدۇ. قوزغىتىش ۋاقتى توننا - Sum نىڭ كېچىكىش ۋاقتى ۋە ئۆرلەش ۋاقتى.

كېچىكتۈرۈش ۋاقتى td (off) - iD نۆلگە چۈشۈشكە باشلىغان ۋاقىت نۆلگە چۈشۈشكە باشلايدىغان ۋاقىت ، Cin Rs ۋە RG ئارقىلىق قويۇپ بېرىلىدۇ ، uGS كۆرسەتكۈچ ئەگرى سىزىق بويىچە UGSP غا چۈشىدۇ.

چۈشۈش ۋاقتى tf- uGS داۋاملىق UGSP دىن iD تۆۋەنلەپ ، iD تۆۋەنلەيدۇ ، تاكى قانال uGS <UT ۋە ID نۆلگە چۈشۈپ كەتكۈچە. تاقاش ۋاقتى toff- تاقاش ۋاقتى ۋە چۈشۈش ۋاقتىنىڭ يىغىندىسى.

1.3.3 MOSFET ئالماشتۇرۇش سۈرئىتى.

MOSFET ئالماشتۇرۇش سۈرئىتى ۋە Cin توك قاچىلاش ۋە قويۇپ بېرىشنىڭ مۇناسىۋىتى ناھايىتى ياخشى ، ئىشلەتكۈچى Cin نى ئازايتالمايدۇ ، ئەمما قوزغاتقۇچ توك يولىنىڭ ئىچكى قارشىلىقىنى تۆۋەنلىتىپ ، ۋاقىت تۇراقلىقىنى تۆۋەنلىتىدۇ ، ئالماشتۇرۇش سۈرئىتىنى تېزلىتىدۇ ، MOSFET پەقەت كۆپ قۇتۇپلۇق ئۆتكۈزگۈچكە تايىنىدۇ ، oligotronic ساقلاش ئۈنۈمى يوق ، شۇڭا تاقاش جەريانى ناھايىتى تېز ، ئالماشتۇرۇش ۋاقتى 10-100ns ، مەشغۇلات چاستوتىسى 100kHz ياكى ئۇنىڭدىن يۇقىرى بولىدۇ ، ئاساسلىق ئېلېكترونلۇق ئېلېكترونلۇق ئەڭ يۇقىرى ئۈسكۈنىلەر.

مەيدان كونترول قىلىنىدىغان ئۈسكۈنىلەر ئارام ئالغاندا كىرگۈزۈش ئېقىمى يوق دېيەرلىك. قانداقلا بولمىسۇن ، ئالماشتۇرۇش جەريانىدا ، كىرگۈزگۈچ كوندېنساتورغا توك قاچىلاش ۋە قويۇپ بېرىش كېرەك ، بۇ يەنىلا مەلۇم مىقداردا قوزغىتىش كۈچىگە ئېھتىياجلىق. ئالماشتۇرۇش چاستوتىسى قانچە يۇقىرى بولسا ، قوزغىتىش كۈچى شۇنچە چوڭ بولىدۇ.

1.4 ھەرىكەتچان ئىقتىدارنى ياخشىلاش

ئۈسكۈنىنىڭ ئېلېكتر بېسىمى ، توك ، چاستوتىسىنى ئويلاشقاندىن باشقا ، ئۈسكۈنىنى قانداق قوغداشنى قوللىنىشى كېرەك ، ئۈسكۈنىنىڭ بۇزۇلۇشىدا ۋاقىتلىق ئۆزگىرىش پەيدا قىلماسلىقى كېرەك. ئەلۋەتتە تىرىستور ئىككى قۇتۇپلۇق ترانس ist ورنىڭ بىرىكىشى ، چوڭ رايون سەۋەبىدىن چوڭ سىغىمچانلىقى قوشۇلغان ، شۇڭا ئۇنىڭ dv / dt ئىقتىدارى تېخىمۇ ئاجىز. Di / dt ئۈچۈن ئۇ يەنە كېڭەيتىلگەن رايون مەسىلىسى بار ، شۇڭا ئۇ يەنە بىر قەدەر ئېغىر چەكلىمىلەرنى قويىدۇ.

قۇۋۋەت MOSFET نىڭ ئەھۋالى پۈتۈنلەي ئوخشىمايدۇ. ئۇنىڭ dv / dt ۋە di / dt ئىقتىدارى ھەر بىر نانو سېكۇنتتا (مىكرو سېكۇنتتا ئەمەس) ئىقتىدارى جەھەتتە مۆلچەرلىنىدۇ. ئەمما بۇنىڭغا قارىماي ، ئۇنىڭ ھەرىكەتچان ئىقتىدار چەكلىمىسى بار. بۇلارنى MOSFET نىڭ ئاساسىي قۇرۇلمىسى جەھەتتىن چۈشىنىشكە بولىدۇ.

قۇۋۋەت MOSFET نىڭ قۇرۇلمىسى ۋە ئۇنىڭغا ماس كېلىدىغان توك يولى. ئۈسكۈنىنىڭ ھەممە يېرىدە دېگۈدەك سىغىمچانلىقىدىن باشقا ، MOSFET نىڭ پاراللېل ئۇلانغان دىئود بار دەپ قاراش كېرەك. مەلۇم نۇقتىدىن ئالغاندا ، يەنە پارازىت ترانسىپورتورمۇ بار. (خۇددى IGBT نىڭمۇ پارازىت قۇرت كېسىلى بار). بۇلار MOSFETs نىڭ ھەرىكەتچان ھەرىكىتىنى تەتقىق قىلىشتىكى مۇھىم ئامىللار.

ئالدى بىلەن MOSFET قۇرۇلمىسىغا باغلانغان ئىچكى دىئودنىڭ بىر قىسىم قار كۆچۈش ئىقتىدارى بار. بۇ ئادەتتە يەككە قار كۆچۈش ئىقتىدارى ۋە تەكرار قار كۆچۈش ئىقتىدارى جەھەتتە ئىپادىلىنىدۇ. تەتۈر di / dt چوڭ بولغاندا ، دىئود ناھايىتى تېز تومۇر سوقۇشىغا ئۇچرايدۇ ، ئۇنىڭ قار كۆچۈش رايونىغا كىرىش يوشۇرۇن كۈچى بار ھەمدە قار كۆچۈش ئىقتىدارى ئېشىپ كەتكەندىن كېيىن ئۈسكۈنىگە بۇزغۇنچىلىق قىلىشى مۇمكىن. ھەر قانداق PN ئۇلىنىش دىئودىغا ئوخشاش ، ئۇنىڭ ھەرىكەتچان ئالاھىدىلىكىنى تەكشۈرۈش بىر قەدەر مۇرەككەپ. ئۇلار PN ئۇلىنىشنىڭ ئالغا ئىلگىرىلەش ۋە تەتۈر يۆنىلىشتە توسۇشتىن ئىبارەت ئاددىي ئۇقۇمىغا ئوخشىمايدۇ. توك تېز سۈرئەتتە تۆۋەنلىسە ، دىئود تەتۈر ئەسلىگە كەلتۈرۈش ۋاقتى دەپ ئاتىلىدىغان بىر مەزگىل تەتۈر توسۇش ئىقتىدارىنى يوقىتىدۇ. PN ئۇلىنىشىنىڭ تېز ھەرىكەتلىنىشى تەلەپ قىلىنغان ۋە قارشىلىق كۆرسەتكۈچى تۆۋەن بولمىغان ۋاقىتمۇ بار. قۇۋۋەت MOSFET دە دىئودقا ئالدى ئوكۇل ئۇرغاندىن كېيىن ، ئوكۇل قىلىنغان ئاز سانلىق مىللەت توشۇغۇچىلارمۇ MOSFET نىڭ كۆپ ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنى سۈپىتىدە مۇرەككەپلىكىنى ئاشۇرۇۋېتىدۇ.

ئۆتكۈنچى شارائىت سىزىق شارائىتى بىلەن زىچ مۇناسىۋەتلىك ، بۇ تەرەپكە قوللىنىشتا يېتەرلىك ئەھمىيەت بېرىش كېرەك. مۇناسىپ مەسىلىلەرنى چۈشىنىش ۋە تەھلىل قىلىشقا قۇلايلىق يارىتىش ئۈچۈن ، ئۈسكۈنىنى چوڭقۇر بىلىش كېرەك.