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功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识

功率场效应管(PowerMOSFET)也叫电力场效应晶体管，是一种单极型的电

压控制器件，不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、

安全工作区宽等特点。由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz，特别适于高

频化电力电子装置，如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空

航天以及汽车等电子电器设备中。但因为其电流、热容量小，耐压低，一般只适

用于小功率电力电子装置。

一、电力场效应管的结构和工作原理

电力场效应晶体管种类和结构有许多种，按导电沟道可分为P沟道和N沟

道，同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中，主要应用N沟道增强

型。

电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同，但结构有很大区

别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件，导电沟道平行于芯片表面，

横向导电。电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构，提高了器件的耐电压和耐

电流的能力。按垂直导电结构的不同，又可分为2种：V形槽VVMOSFET和双

扩散VDMOSFET。

电力场效应晶体管采用多单元集成结构，一个器件由成千上万个小的

MOSFET组成。N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图，如

图1(a)所示。电气符号，如图1(b)所示。

电力场效应晶体管有3个端子：漏极D、源极S和栅极G。当漏极接电源正，

源极接电源负时，栅极和源极之间电压为0，沟道不导电，管子处于截止。如果

在栅极和源极之间加一正向电压UGS，并且使UGS大于或等于管子的开启电压

UT，则管子开通，在漏、源极间流过电流ID。UGS超过UT越大，导电能力越

强，漏极电流越大。

二、电力场效应管的静态特性和主要参数

1

PowerMOSFET

1

1

2(b)

3GTR

IDUDS

UCSIDUDS

2

IDUGS

2(a)GTR

PowerMOSFET

UTUGS=UT

ID

2

1BUD

BUDBUD

GTRGTO

2UD

UD

3IDIDM

IDIDM

2

4UT