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                            MOS管電壓控制電流-MOS管可控雙導游電特性及FET壓控制器件等詳解-KIA MOS管

                            信息來源:本站 日期:2018-07-20 

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                            場效應管的個性

                            目前,曾經適用化的全控型晶體管大致有這么幾大類:BJT、FET、IGBT,GTO(Gatc Turn-Off Thyristor,可關斷晶閘管)、1GCT (Integrated Gatc-Com-mutated Thyristor,集成門極單向晶閘管)。IGBT、GTO、IGCT -般只用于電流開關放大,即大功帶領域,而不會用于小信號電壓放大范疇,因而常常將三者劃歸功率半導體、半導體范疇。同時跨兩個范疇的是BJT和FET。

                            MOS管電壓控制電流

                            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,可控硅的控制極只能控制開的動作,卻不能關閉可控硅,這樣的器件稱為半控型半導體器件。GTO和IGCT固然屬于全控型器件,但實踐上是應用了集成技術,集成了若干控制電路,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硅片構造。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,后者用于電放逐大,GTO與IGCT實踐上只要后者。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?;谶@些理由,本節以BJT、FET、IGBT為例來看一下FET的典型特征(個性)。

                            FET是壓控型器件

                            這一點IGBT與之相同。 BJT的基極需求電壓和電流才干使BJT導通,簡單地說,BJT的控制需求一定的功率。FET的柵極只需求一個控制電壓即可,控制功率能夠疏忽。當然,由于結電容的存在,高頻應用時,壓控型器件依然要耗費一定的控制功率,在這一點上,BJT也是一樣的,只不過結電容耗費的功率與基極所需求的驅動功率相比,常常是能夠疏忽的。

                            偏置特性有些不同

                            常開與常閉在常態下,JFET是導通的,而BJT則是關閉的,就像一扇門,關于BJT而言,這扇門是關閉的,而關于JFET,這扇門是翻開的,我們所需求的控制,前者的目的是翻開,然后者是將其關閉。在常態下,加強型MOSFET與BJT 一樣都是關閉的,但是狀況并不完整相同,只需有偏置電壓,BJT就會翻開,而MOSFET則至少需求1V以上,通常是4-5V,這個電壓稱為“開啟閾值電壓”或者“門限電壓”。就像一扇門,BJT足一扇光滑十分好的門,只需稍稍用力,或者只需有推門的力存在,哪怕是一陣微風,都能使門翻開一條縫;加強型MOSFET則是一扇裝有閉門器的門,推門的力需求到達一定的水平,門才會開端翻開。

                            呈拋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的轉移特性大致為拋物線,也能夠描繪為漏極電流與柵極電壓為平方率關系。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產生的一種噪聲。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:可控的雙導游電特性

                            除了串聯等一些特殊應用,JFET的漏極和源極在應用上并無區別,能夠互換運用,因而,JFET漏極和源極在普通應用中能夠對調,電路性能并無區別?;谶@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,關于硅管而言,大致為0.7V,關于鍺管而言,為o.3V左右,由于鍺管的溫度特性不佳,因而硅管愈加常用。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為30mΩ,TJ(結溫,近似為晶體管硅片的溫度)為100℃的時分,飽和導通電阻為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么小,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的飽和壓降與BJT的特性相似,普通為1.5~3V,與電壓規格有關,因而,在高壓規格(600~1200V)的晶體管中,IGBT有優勢,它更大的優勢是,IGBT的電壓規格目前可以做到很高,不但遠遠高于FET,也遠遠高于BJT,實用產品曾經到達了4. 3kV~6. 5kV,而適用的VMOS,最高的電壓規格大致為lkV~l. 2kV。


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