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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

信息来源:本站 日期:2018-07-20 

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场效应管的个性

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

所谓全控型,指的是仅仅依托控制端子(基极/栅极/控制极)的信号,晶体管能够自主翻开和关断,可控硅的控制极只能控制开的动作,却不能关闭可控硅,这样的器件称为半控型半导体器件。GTO和IGCT固然属于全控型器件,但实践上是应用了集成技术,集成了若干控制电路,固然对外电路而言依然是三端器件(适用的IGCT常常是一个基于印制板的电路组件),但它们的内部曾经不是单一的硅片构造。从实践应用上来说,晶体管的导通实践上能够有两种状态:放大与饱和导通,前者用于电压放大,后者用于电放逐大,GTO与IGCT实践上只要后者。从这个意义上来说,比拟地道的全控型半导体器件实践上只要BJT、FET、IGBT。基于这些理由,本节以BJT、FET、IGBT为例来看一下FET的典型特征(个性)。

FET是压控型器件

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。

呈抛物线关系的转移特性

所谓转移特性,大致是指存饱和导通条件下的输入信号对输出信号的控制特性,即控制信号变化时,输出信号的变化规律。详细到FET,是指漏极电流与栅极电压的关系。FET的转移特性大致为抛物线,也能够描绘为漏极电流与栅极电压为平方率关系。有这种转移特性的半导体器件没有三次交调噪声,也没有更高次谐波的调制噪声。所谓交调噪声,也叫交扰调制噪声,是指两个不同频率的信号在同一器件中相互调制而产生的一种噪声。交扰调制和调制噪声是混频器尽可能要防止的,因而高级的收音头会采用FET器件做混频器件,常见的有双栅极的MOSFET。

JFET的个性:可控的双导游电特性

除了串联等一些特殊应用,JFET的漏极和源极在应用上并无区别,能够互换运用,因而,JFET漏极和源极在普通应用中能够对调,电路性能并无区别。基于这个原理,将D、S对调,图1.1中的电路方式能够演化出另外两种。也正是由于这个缘由,有些电路符号会将JFET的栅极画在正中的位置而不是偏下的位置,以表示漏极和源极的外部功用是相同的。5.VMOS的个性:可变的饱和导通压降,不变的饱和导通电阻BJT的饱和导通压降简直是恒定的,关于硅管而言,大致为0.7V,关于锗管而言,为o.3V左右,由于锗管的温度特性不佳,因而硅管愈加常用。MOSFET的饱和导通压降不是恒定的,饱和导通电阻(RDS(ON))却是一定的(温度相同条件下),因而VMOS的饱和导通压降取决于电路巾流过的电流。VMOS的饱和导通电阻主要和电压规格(俗称“耐压”)有关,电压规格越高,饱和导通电阻越大。低电压规格的VMOS的饱和导电阻普通在mΩ级。

8205,饱和导通电阻的典型值为30mΩ,TJ(结温,近似为晶体管硅片的温度)为100℃的时分,饱和导通电阻为40mΩ。不难算出,手机的工作电流即便到达0.5A(实践上普通远小于这个数值),两个电子开关的压降也只要30mV,思索到温度的要素,也不会超越40mV。假如采用BJT,上述压降就会到达1.4V左右,这个数值与8205上的压降相比,是不是简直能够疏忽?这就是图1.3要采用VMOS的缘由。当然,VMOS的饱和导通电阻也不总是这么小,随着电压规格的进步,这个数值会疾速上升。虽然如此,在电压规格小于200V的普通应用中,它的饱和压降依然有绝对的优势。

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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