功率MOSFET基础在一个宽范围的功率转换应用中功率MOSFET已成为主开关器件的标准选择。它们是多子器件没有少数载流子注入。在高频应用中，它们优于功率双极型晶体管（BJT）和绝缘栅双极晶体管（IGBT），此时开关功耗是主要的。它们可以并联，因为正向电压随着温度的升高下降，从而确保了在所有组件中电流均匀分布。功率MOSFET的种类有：1，N沟道增强型功率MOSFET2，P沟道增强型功率MOSFET3，N沟道耗尽型功率MOSFETN沟增强型在功率转换电路中被广泛应用，因为它比P沟器件的导通电阻低。?一个N沟道耗尽型功率MOSFET不同于增强型，因为通常在0V栅偏压下它就导通了并且需要一个负的栅极偏压以阻断电流。VDMOS结构一个简化的VDMOS结构有四层：n+pn-n+，如图1所示，称为N沟道增强型功率MOSFET。当?正栅压（VGS）比阈值电压（VGS（TH））高时，将在栅氧化层下产生n型反型沟道，使源漏导通产生电流。?栅极阈值电压定义为在栅氧化层下产生n型反型沟道所需的最小栅极偏压。?功率MOSFET具有寄生双极型晶体管和本征体二极管作为其结构的组成部分，如图1[2]所示。内在成分寄生BJT：功率MOSFET的寄生双极型晶体管作为其结构的一个组成部分，如图1所示。?体区作为基极，源区作为发射极和漏区作为集电极。重要的是保持尽量小的基极发射极电压使这个BJT时刻处于截止状态。?这是通过短接MOSFET的体区源区完成的。?否则，基极的电位会打开BJT并使其进入“闭锁”状态，这将破坏器件[2]。体二极管：一个本征体二极管在体-漏P-n结中形成并连接漏源，如图1所示。图2是N沟和P沟增强型功率MOSFET的电路符号。体二极管在需要反向漏电流（续流电流）路径的电路中是非常有用的，例如电机控制应用中的半桥和全桥转换器电路[2]。图2 (a)N沟和(b)P沟增强型功率MOSFET功率MOSFET的特性静态特性静态特性由器件的输出特性，导通电阻和跨导器件来描述。输出特性：对于一个N沟道增强型功率MOSFET的输出特性漏电流（）作为漏-源电压（）与栅-源电压（）作为参数，示于图3图3：N沟道增强型功率MOSFET IV特性它有可变电阻区，电流饱和区和截止区。在截止区，栅-源电压（）小于阈值电压（），器件是开路或关闭。在可变电阻区，器件充当一个几乎为常数的电阻，（）定义为/。在电流饱和区，漏电流是栅-源电压的函数定义为：（1）其中，K是取决于温度和器件的几何形状的参数，是电流增益或器件的跨导。?当漏极电压（）增加，正漏极电压与栅极电压偏置相反，并降低了沟道中的表面电势。?随着的增加沟道反型层电荷减少，最终，当漏极电压等于（）时，沟道反型层电荷变成零。这一点叫沟道夹断点，此时漏电流饱和。导通电阻R：导通电阻决定导通功耗，随着温度升高而增加，如图4。导通电阻定义为：（2）其中，=源扩散电阻?=沟道电阻=累积层电阻=两体区域之间的JFET元件电阻=漂移区电阻?=衬底电阻=总的连接线电阻，金属化和引线框架贡献的源极和漏极之间的接触电阻。具有正的温度系数，这是由于VDMOS中只有一种多数载流子在运动。这是一种有用的特性，它确保了器件并联时的热稳定性。跨导：跨导定义为恒定的漏极电压下，漏极电流变化对栅极电压变化的微分：（3）我们期望一个大的跨导，以获得低栅压下大的电流控制能力，用于实现高的频率响应。?跨导作为漏电流函数的典型变化示于图5，随着温度的升高，迁移率降低，严重影响了功率MOSFET的跨导。动态特性动态特性由功率MOSFET的开关特性描述，固有电容，电阻，栅极电荷和体二极管的反向恢复特性对器件的动态特性有重要的影响。固有电容：功率MOSFET的动态行为取决于固有的电阻和电容，固有电容包括栅-源电容（），栅-漏电容（）和漏-源极电容（），如图6中所示。通常数据表中定义三个与固有电容相关的参数：输入电容，输出电容，反向传输电容，固有电阻，：在图6所示的本征电阻由总的栅极电阻的一部分、外部栅极电阻和驱动器电阻组成。?在IXYS数据表中它被省略了，因为它的值很小，对开关时间的影响很小，开关时间影响开关损耗。?再加上MOSFET的输入电容，栅电阻形成一个RC网络，用于确定MOSFET的栅极的电压变化和开关时间。图6：功率MOSFET的寄生元件[2]栅极电荷：栅极电荷表示MOSFET在导通和关断之间转换时所需的电荷数量。过渡。?开关速度取决于在其中的栅极驱动器能充电或放电输入栅极电荷的速度。?电阻作负载一个功率MOSFET的典型栅极电荷波形示于图7。确定栅极电荷基本公式：（4）体二极管的反向恢复特性：体二极管表现出非常缓慢的反向恢复和较大的反向恢复电流如图8。图8 功率MOSFET中体二极管典型的反向恢复波形反向恢复时间的定义是。?这个时间也被称为存储时间，因为它是被用来扫出过量电荷的时间。设备

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