Kakaretso ea MOSFET

Power MOSFET e boetse e arotsoe ka mofuta oa mateano le mofuta oa heke e sirelelitsoeng, empa hangata e bua ka mofuta oa heke e insulated MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), e bitsoang matla MOSFET (Power MOSFET). Transistor ea mofuta oa Junction power field effect hangata e bitsoa electrostatic induction transistor (Static Induction Transistor - SIT). E khetholloa ke motlakase oa heke ho laola motlakase oa motlakase, potoloho ea koloi e bonolo, e hloka matla a fokolang a ho khanna, lebelo la ho fetola ka potlako, maqhubu a phahameng a ho sebetsa, botsitso ba mocheso bo molemo ho fetaGTR, empa matla a hona joale ke a manyane, matla a tlase, hangata a sebetsa feela ho matla a sa feteng 10kW ea lisebelisoa tsa elektroniki tsa matla.

 

1. Sebopeho sa MOSFET ea matla le molao-motheo oa ts'ebetso

Mefuta ea MOSFET ea matla: ho ea ka mocha oa conductive o ka aroloa ka P-channel le N-channel. Ho ea ka heke gagamalo amplitude ka aroloa ka; mofuta oa ho fokotseha; ha motlakase oa heke o le zero ha palo ea drain-source pakeng tsa ho ba teng ha mocha o tsamaisang, e ntlafatsoa; bakeng sa sesebelisoa sa mocha oa N (P), motlakase oa heke o moholo ho feta (ka tlase ho) zero pele ho ba teng ha mocha o tsamaisang, matla a MOSFET a matlafatsoa haholo ke N-channel.

 

1.1 MatlaMOSFETsebopeho　　

Matla a sebopeho sa ka hare sa MOSFET le matšoao a motlakase; conduction eona e le 'ngoe feela polarity bajari (polys) amehang conductive, ke transistor unipolar. Mochini oa ho tsamaisa o ts'oana le oa MOSFET oa matla a tlase, empa sebopeho se na le phapang e kholo, MOSFET ea matla a tlase ke sesebelisoa sa conductive se otlolohileng, matla a MOSFET boholo ba sebopeho sa vertical conductive, se tsejoang hape ka hore ke VMOSFET (Vertical MOSFET) , e ntlafatsang haholo motlakase oa sesebelisoa sa MOSFET le bokhoni ba hona joale ba ho mamella.

 

Ho ea ka liphapang tsa sebopeho sa vertical conductive, empa hape se arotsoe ka tšebeliso ea groove e nang le sebopeho sa V ho finyella conductivity e otlolohileng ea VVMOSFET 'me e na le sebopeho sa MOSFET se arohaneng habeli sa VDMOSFET (Vertical Double-diffused.MOSFET), pampiri ena e tšohloa haholo-holo e le mohlala oa lisebelisoa tsa VDMOS.

 

Li-MOSFET tsa Matla bakeng sa libopeho tse ngata tse kopantsoeng, tse kang International Rectifier (International Rectifier) ​​HEXFET e sebelisang yuniti ea hexagonal; Siemens (Siemens) SIPMOSFET e sebelisa square unit; Motorola (Motorola) TMOS e sebelisa yuniti e khutlonnetsepa ka tlhophiso ea sebopeho sa "Pin".

 

1.2 Molao-motheo oa ts'ebetso ea MOSFET ea Matla

Ho khaoha: lipakeng tsa lipalo tsa mohloli oa drainage hammoho le phepelo e ntle ea motlakase, lipalo tsa mohloli oa heke lipakeng tsa motlakase ke zero. sebaka sa p base le sebaka sa N drift se entsoeng pakeng tsa leeme la morao-rao la PN junction J1, ha ho phallo e teng lipakeng tsa lipalo tsa mohloli oa drainage.

Conductivity: Ka motlakase o motle oa UGS o sebelisitsoeng pakeng tsa li-terminals tsa mohloli oa liheke, heke e sirelelitsoe, kahoo ha ho phallo ea hona joale ea heke. Leha ho le joalo, motlakase o motle oa heke o tla sututsa masoba sebakeng sa P ka tlase ho eona, 'me o hohele li-oligons-electrons sebakeng sa P ho ea sebakeng sa P ka tlas'a heke ha UGS e le kholo ho feta UT (voltage ea ho bulela kapa threshold voltage), mahloriso a li-electrone holim'a sebaka sa P tlas'a heke e tla ba ho feta mokoloko oa masoba, e le hore semiconductor ea mofuta oa P e kene ka har'a mofuta oa N ebe e fetoha. lera le sothehileng, 'me lera le khelohileng le etsa mocha oa N' me le etsa hore PN junction J1 e nyamele, e hula le mohloli o tsamaisang.

 

1.3 Litšobotsi tsa Motheo tsa Li-MOSFET tsa Matla

1.3.1 Litšobotsi tse tsitsitseng.

Kamano pakeng tsa ID ea hona joale ea drainage le voltage UGS lipakeng tsa mohloli oa heke e bitsoa tšobotsi ea phetisetso ea MOSFET, ID e kholoanyane, kamano lipakeng tsa ID le UGS e batla e lekana, 'me moepa oa curve o hlalosoa e le transconductance Gfs. .

 

Litšobotsi tsa drain volt-ampere (litšoaneleho tsa sephetho) tsa MOSFET: sebaka se khaotsoeng (se tsamaellanang le sebaka se khaotsoeng sa GTR); sebaka sa saturation (e tsamaellanang le sebaka sa amplification sa GTR); sebaka seo e seng saturation (e tsamaellanang le sebaka sa saturation sa GTR). Matla a MOSFET a sebetsa maemong a ho fetoha, ke hore, a fetohela pele le morao pakeng tsa sebaka se khaotsoeng le sebaka seo e seng sa saturation. Matla a MOSFET a na le diode ea parasitic lipakeng tsa liteishene tsa drain-source, 'me sesebelisoa se sebetsa ha ho sebelisoa motlakase o ka morao pakeng tsa liteishene tsa drain-source. Ho hanyetsa ha boemo ba matla a MOSFET ho na le mocheso o motle oa mocheso, o leng molemo bakeng sa ho leka-lekanya hona joale ha lisebelisoa li kopantsoe ka ho tšoana.

 

1.3.2 Sebopeho se Matla;

potoloho ea eona ea teko le li-waveforms tsa mokhoa oa ho fetola.

Ts'ebetso ea ho bulela; nako ea ho lieha ho bulela td(on) - nako e pakeng tsa nako ea pele le nako eo uGS = UT le iD li qalang ho hlaha; nako ea ho phahama ha nako eo UGS e nyolohang ho tloha uT ho ea ho motlakase oa heke ea UGSP moo MOSFET e kenang sebakeng se sa tlalang; boleng ba boemo bo tsitsitseng ba iD bo khethoa ke motlakase oa phepelo ea drainage, UE, le draina Boholo ba UGSP bo amana le boleng ba boemo bo tsitsitseng ba iD. Kamora hore UGS e fihle ho UGSP, e tsoela pele ho phahama tlasa ts'ebetso ea ho fihlela e fihla boemong bo tsitsitseng, empa iD ha e fetohe. Nako ea ho bulela ton-Kakaretso ea nako ea ho lieha ho bulela le nako ea ho nyoloha.

 

Off delay time td(off) -Nako ea nako eo ka eona iD e qalang ho fokotseha ho ea ho zero ho tloha nakong eo ho ea holimo e oelang ho lefela, Cin e lokolloa ka Rs le RG, 'me uGS e oela ho UGSP ho latela curve ea exponential.

 

Nako ea ho oa tf- Nako ea ho tloha ha uGS e tsoela pele ho theoha ho tloha UGSP le iD e fokotseha ho fihlela mocha o nyamela ho uGS <UT le ID e oela ho zero. Turn-off time toff- Kakaretso ea nako ea ho lieha ho tima le nako ea hoetla.

 

1.3.3 MOSFET switjha lebelo.

MOSFET switching lebelo le Cin charging le discharging e na le kamano e kholo, mosebelisi a ke ke a fokotsa Cin, empa a ka fokotsa sekhahla sa ho khanna ka hare ho Rs ho fokotsa nako e sa fetoheng, ho potlakisa lebelo la switching, MOSFET e itšetleha feela ka polytronic conductivity, ha ho na phello ea polokelo ea oligotronic, 'me kahoo ts'ebetso ea ho koala e potlakile haholo, nako ea ho fetola nako ea 10-100ns, lebelo la ho sebetsa le ka ba ho fihlela ho 100kHz kapa ho feta, ke eona e phahameng ka ho fetisisa ea lisebelisoa tsa elektronike tse matla.

 

Lisebelisoa tse laoloang tšimong li hloka hoo e ka bang ha ho na lisebelisoa tsa hona joale ha li phomola. Leha ho le joalo, nakong ea ts'ebetso ea ho fetola, capacitor ea ho kenya e hloka ho lefisoa le ho lokolloa, e ntseng e hloka matla a itseng a ho khanna. Ha maqhubu a switjha a phahame, matla a ho khanna a hlokahala.

 

1.4 Ntlafatso ea ts'ebetso e matla

Ho phaella ho sesebediswa tshebediso ya ho nahana ka sesebediswa gagamalo, hona joale, maqhubu a, empa hape lokela ho ipabola ka kopo ya kamoo ho sireletsa sesebediswa, a se ke a etsa sesebediswa ka liphetoho tsa nakoana ka senya. Ha e le hantle thyristor ke motsoako oa li-transistors tse peli tsa bipolar, hammoho le bokhoni bo boholo ka lebaka la sebaka se seholo, kahoo bokhoni ba eona ba dv / dt bo kotsing haholoanyane. Bakeng sa di/dt e boetse e na le bothata bo atolositsoeng ba sebaka sa conduction, kahoo e boetse e beha meeli e matla haholo.

Taba ea matla a MOSFET e fapane haholo. Bokhoni ba eona ba dv/dt le di/dt hangata bo hakanngoa ho latela bokhoni ka nanosecond (ho fapana le microsecond). Empa ho sa tsotellehe sena, e na le mefokolo ea ts'ebetso e matla. Tsena li ka utloisisoa ho latela sebopeho sa motheo sa matla a MOSFET.

 

Sebopeho sa MOSFET ea matla le potoloho e lekanang le eona. Ho phaella ho capacitance hoo e batlang e le karolo e 'ngoe le e' ngoe ea sesebelisoa, e tlameha ho nkoa hore MOSFET e na le diode e kopantsoeng ka tsela e tšoanang. Ho ea ka pono e itseng, ho boetse ho na le transistor ea parasitic. (Feela joalokaha IGBT e boetse e na le thyristor ea parasitic). Tsena ke lintlha tsa bohlokoa thutong ea boitšoaro bo matla ba MOSFET.

 

Taba ea mantlha, diode ea kahare e hokelletsoeng sebopehong sa MOSFET e na le bokhoni bo itseng ba avalanche. Hangata sena se hlahisoa ho latela bokhoni bo le bong ba avalanche le bokhoni ba ho ipheta-pheta. Ha "di/dt" e ka morao e le kholo, diode e ts'oaroa ka lebelo le holimo haholo, e nang le monyetla oa ho kena sebakeng sa avalanche mme e ka senya sesebelisoa hang ha bokhoni ba eona ba avalanche bo feta. Joalo ka diode efe kapa efe ea PN junction, ho lekola litšobotsi tsa eona tse matla ho thata haholo. Li fapane haholo le khopolo e bonolo ea PN junction e tsamaisang ka tsela e eang pele le ho thibela ka tsela e ka morao. Ha hona joale ho theoha ka potlako, diode e lahleheloa ke matla a eona a ho thibela ka morao ka nako e tsejoang e le nako ea ho hlaphoheloa. ho boetse ho na le nako ea nako eo ho hlokahalang hore PN e kopane ka potlako 'me e sa bontše khanyetso e tlaase haholo. Hang ha ho na le ente e eang pele ka har'a diode ka matla a MOSFET, lijari tse nyane tse kentsoeng le tsona li eketsa ho rarahana ha MOSFET joalo ka sesebelisoa sa multitronic.

 

Maemo a nakoana a amana haufi-ufi le maemo a mela, 'me ntlha ena e lokela ho fuoa tlhokomelo e lekaneng ts'ebetsong. Ke habohlokoa ho ba le tsebo e tebileng ea sesebelisoa e le ho thusa ho utloisisa le ho hlahloba mathata a tšoanang.