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开关转换与控制 欲打印此文章，从您的浏览器菜单中选择 “文件”后再选“打印”。 功率功率 教程教程 第一部分第一部分 功率功率 教教程程 第一部分第一部分 MOSFET ( ) 上网时间:2008年06月23 日 作者：Jonathan Dodge Microsemi Corporation 众所周知，由于采用了绝缘栅，功率MOSFET器件只需很小的驱动功率，且开关速度优异。可以说具有 “理想开关”的特性。其主要缺点是开态电阻 和正温度系数较高。本教程阐述了高压 型沟道功 (RDS(on)) N 率MOSFET的特性，并为器件选择提供指导。最后，解释了Microsemi公司Advanced Power Technology (ATP) MOSFET的数据表。 功率功率 结构结构 功率功率MOSFET结结构构 图1为APT N型沟道功率MOSFET剖面图(本文只讨论N型沟道MOSFET)。在栅极和源极间加正压，将从衬 底抽取电子到栅极。如果栅源电压等于或者高于阈值电压，栅极下沟道区域将积累足够多的电子从而产生 N型反型层；在衬底形成导电沟道(MOSFET被增强)。电子在沟道内沿任意方向流动。电子从源极流向漏极 时，产生正向漏极电流。沟道关断时，正向漏极电流被阻断，衬底与漏极之间的反偏PN结维持漏源之间的 电势差。对于N型MOSFET，正向导通时，只有电子流，没有少子。开关速度仅受限于MOSFET内寄生电 容的充电和放电速率。因此，开关速率可以很快，开关损耗很低。开关频率很高时，这让功率MOSFET具 有很高的效率。 1 N MOSFET 图 ： 型沟道 剖面图。 开态电开态电阻 阻 开态电开态电阻阻 开态电阻 主要受沟道、 积累层 、漂移区和寄生效应 多层金属，键和线和封装 等因素的影响 RDS(on) JFET( ) ( ) 电压超过150V时，R 主要取决于漂移区电阻。 DS(on) 图 ： 与电流的关系。 2 R DS(on) 高压 中 与电流的相关较弱。电流增大一倍 仅提高了 ，见图 。 MOSFET R R 6% 2 DS(on) DS(on) 图 ： 与温度的关系。 3 R DS(on) 相反，温度对 的影响很大。如图 ，温度从 ℃升高到 ℃，开态电阻提高近一倍。图 中曲线的 R 3 25 125 3 DS(on) 斜率反映了R 的温度系数，由于载流子仅为多子，该温度系数永远为正。随着温度的升高，正温度系 DS(on) 数将使导通损耗按照I2R增大。 功率MOSFET并联时，正的R 温度系数可以保证热稳定性，这是其很好的特性。然而，不能保证各