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MOS管电压控制电流-MOS管可控双导游电特性及FET压控制器件等详解-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2018-07-20 

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場效應管的个性

目前,曾经适用化的全控型晶体管大致有这么几大类:BJT、FET、IGBT,GTO(Gatc Turn-Off Thyristor,可关断晶闸管)、1GCT (Integrated Gatc-Com-mutated Thyristor,集成门极单向晶闸管)。IGBT、GTO、IGCT -般只用于电流开关放大,即大功带领域,而不会用于小信号电压放大范畴,因而常常将三者划归功率半导体、半导体范畴。同时跨两个范畴的是BJT和FET。

MOS管电压控制电流

所謂全控型,指的是僅僅依托控制端子(基極/柵極/控制極)的信號,晶體管能夠自主翻開和關斷,可控矽的控制極只能控制開的動作,卻不能關閉可控矽,這樣的器件稱爲半控型半導體器件。GTO和IGCT固然屬于全控型器件,但實踐上是應用了集成技術,集成了若幹控制電路,固然對外電路而言依然是三端器件(適用的IGCT常常是一個基于印制板的電路組件),但它們的內部曾經不是單一的矽片構造。從實踐應用上來說,晶體管的導通實踐上能夠有兩種狀態:放大與飽和導通,前者用于電壓放大,後者用于電放逐大,GTO與IGCT實踐上只要後者。從這個意義上來說,比擬地道的全控型半導體器件實踐上只要BJT、FET、IGBT。基于這些理由,本節以BJT、FET、IGBT爲例來看一下FET的典型特征(個性)。

FET是壓控型器件

这一点IGBT与之相同。 BJT的基极需求电压和电流才干使BJT导通,简单地说,BJT的控制需求一定的功率。FET的栅极只需求一个控制电压即可,控制功率能够疏忽。当然,由于结电容的存在,高频应用时,压控型器件依然要耗费一定的控制功率,在这一点上,BJT也是一样的,只不过结电容耗费的功率与基极所需求的驱动功率相比,常常是能够疏忽的。

偏置特性有些不同

常开与常闭在常态下,JFET是导通的,而BJT则是关闭的,就像一扇门,关于BJT而言,这扇门是关闭的,而关于JFET,这扇门是翻开的,我们所需求的控制,前者的目的是翻开,然后者是将其关闭。在常态下,加强型MOSFET与BJT 一样都是关闭的,但是状况并不完整相同,只需有偏置电压,BJT就会翻开,而MOSFET则至少需求1V以上,通常是4-5V,这个电压称为“开启阈值电压”或者“门限电压”。就像一扇门,BJT足一扇光滑十分好的门,只需稍稍用力,或者只需有推门的力存在,哪怕是一阵微风,都能使门翻开一条缝;加强型MOSFET则是一扇装有闭门器的门,推门的力需求到达一定的水平,门才会开端翻开。

呈抛物線關系的轉移特性

所謂轉移特性,大致是指存飽和導通條件下的輸入信號對輸出信號的控制特性,即控制信號變化時,輸出信號的變化規律。詳細到FET,是指漏極電流與柵極電壓的關系。FET的轉移特性大致爲抛物線,也能夠描繪爲漏極電流與柵極電壓爲平方率關系。有這種轉移特性的半導體器件沒有三次交調噪聲,也沒有更高次諧波的調制噪聲。所謂交調噪聲,也叫交擾調制噪聲,是指兩個不同頻率的信號在同一器件中相互調制而産生的一種噪聲。交擾調制和調制噪聲是混頻器盡可能要防止的,因而高級的收音頭會采用FET器件做混頻器件,常見的有雙柵極的MOSFET。

JFET的個性:可控的雙導遊電特性

除了串聯等一些特殊應用,JFET的漏極和源極在應用上並無區別,能夠互換運用,因而,JFET漏極和源極在普通應用中能夠對調,電路性能並無區別。基于這個原理,將D、S對調,圖1.1中的電路方式能夠演化出另外兩種。也正是由于這個緣由,有些電路符號會將JFET的柵極畫在正中的位置而不是偏下的位置,以表示漏極和源極的外部功用是相同的。5.VMOS的個性:可變的飽和導通壓降,不變的飽和導通電阻BJT的飽和導通壓降簡直是恒定的,關于矽管而言,大致爲0.7V,關于鍺管而言,爲o.3V左右,由于鍺管的溫度特性不佳,因而矽管愈加常用。MOSFET的飽和導通壓降不是恒定的,飽和導通電阻(RDS(ON))卻是一定的(溫度相同條件下),因而VMOS的飽和導通壓降取決于電路巾流過的電流。VMOS的飽和導通電阻主要和電壓規格(俗稱“耐壓”)有關,電壓規格越高,飽和導通電阻越大。低電壓規格的VMOS的飽和導電阻普通在mΩ級。

8205,飽和導通電阻的典型值爲30mΩ,TJ(結溫,近似爲晶體管矽片的溫度)爲100℃的時分,飽和導通電阻爲40mΩ。不難算出,手機的工作電流即便到達0.5A(實踐上普通遠小于這個數值),兩個電子開關的壓降也只要30mV,思索到溫度的要素,也不會超越40mV。假如采用BJT,上述壓降就會到達1.4V左右,這個數值與8205上的壓降相比,是不是簡直能夠疏忽?這就是圖1.3要采用VMOS的緣由。當然,VMOS的飽和導通電阻也不總是這麽小,隨著電壓規格的進步,這個數值會疾速上升。雖然如此,在電壓規格小于200V的普通應用中,它的飽和壓降依然有絕對的優勢。

IGBT的饱和压降与BJT的特性相似,普通为1.5~3V,与电压规格有关,因而,在高压规格(600~1200V)的晶体管中,IGBT有优势,它更大的优势是,IGBT的电压规格目前可以做到很高,不但远远高于FET,也远远高于BJT,实用产品曾经到达了4. 3kV~6. 5kV,而适用的VMOS,最高的电压规格大致为lkV~l. 2kV。


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