Kolekcje

MOSFET mocy

MOSFET mocy

Technologia MOSFET jest idealna do stosowania w wielu zastosowaniach energetycznych, w których niska rezystancja włączenia umożliwia osiągnięcie wysokiego poziomu wydajności.

Istnieje wiele różnych odmian tranzystorów MOSFET mocy dostępnych od różnych producentów, z których każdy ma swoje własne cechy i możliwości.

Wiele tranzystorów MOSFET mocy ma topologię struktury pionowej. Umożliwia to przełączanie wysokoprądowe z wysoką wydajnością w stosunkowo małej powierzchni matrycy. Umożliwia również urządzeniu obsługę przełączania wysokiego prądu i napięcia.

Typy mocy MOSFET

Na ogólnej arenie tranzystorów MOSFET mocy istnieje szereg konkretnych technologii, które zostały opracowane i rozwiązane przez różnych producentów. Korzystają z wielu różnych technik, które umożliwiają tranzystorom MOSFET mocy przenoszenie prądu i bardziej efektywne radzenie sobie z poziomami mocy. Jak już wspomniano, często mają formę struktury pionowej

Różne typy tranzystorów MOSFET mocy mają różne atrybuty i dlatego mogą być szczególnie dostosowane do danych aplikacji.

  • MOSFET mocy planarnej: To podstawowa forma mocy MOSFET. Jest dobre dla wysokich napięć, ponieważ rezystancja włączenia jest zdominowana przez rezystancję warstwy epi. Ta struktura jest zwykle używana, gdy nie jest potrzebna wysoka gęstość komórek.
  • VMOS: Tranzystory MOSFET mocy VMOS są dostępne od wielu lat. Podstawowa koncepcja wykorzystuje strukturę rowków w kształcie litery V, aby umożliwić bardziej pionowy przepływ prądu, zapewniając w ten sposób niższe poziomy rezystancji włączenia i lepszą charakterystykę przełączania. Chociaż są używane do przełączania mocy, mogą być również używane do małych wzmacniaczy mocy o wysokiej częstotliwości.
  • UMOS: Wersja UMOS MOSFET-a mocy wykorzystuje rowek podobny do tego w VMOS FET. Jednak gaj ma bardziej płaskie dno i zapewnia kilka różnych zalet.
  • HEXFET: Ta forma mocy MOSFET wykorzystuje strukturę heksagonalną, aby zapewnić bieżące możliwości.
  • TrenchMOS: Ponownie, tranzystor MOSFET TrenchMOS wykorzystuje podobny podstawowy rowek lub rowek w podstawowym krzemie, aby zapewnić lepszą zdolność przenoszenia i właściwości. W szczególności tranzystory MOSFET mocy okopowej są używane głównie do napięć powyżej 200 woltów ze względu na ich gęstość kanałów, a tym samym ich niższą rezystancję włączenia.

Napięcie przebicia MOSFET zasilania

Napięcie przebicia jest kluczowym parametrem dla każdego urządzenia zasilającego, w tym tranzystorów MOSFET mocy. Ponieważ te urządzenia mogą pracować przy napięciach znacznie przekraczających napięcia występujące w obwodach elektronicznych o niższej mocy, napięcie przebicia jest ważnym aspektem każdego urządzenia MOSFET mocy.

W większości tranzystorów MOSFET mocy zakończenie źródła N + i złącze korpusu P są zwarte za pomocą metalizacji źródła. Zapobiega to niepożądanemu włączeniu pasożytniczego tranzystora bipolarnego w strukturze.

Podczas pracy, gdy do bramki nie jest przyłożone obciążenie, urządzenie jest w stanie zapewnić wysokie napięcie drenu przez odwrotnie spolaryzowany korpus typu P i złącze warstwy epitaksjalnej N + (pokazane jako P-krzem i N- na planarnym schemacie mocy MOSFET ). Gdy obecne są wysokie napięcia, większość przyłożonego napięcia pojawia się na lekko domieszkowanej warstwie N. Jeśli wymagane jest wyższe napięcie robocze, wówczas warstwa N może być mniej domieszkowana i grubsza, ale ma to również wpływ na zwiększenie rezystancji włączenia.

W przypadku urządzeń o niższym napięciu poziomy domieszkowania w obszarach krzemu P i N- stają się porównywalne, a napięcie jest dzielone na te dwie warstwy. Jeśli jednak obszar krzemu P nie jest wystarczająco gruby, można stwierdzić, że obszar zubożenia może przebić się do regionu źródła N +, powodując niższe napięcie przebicia.

Z drugiej strony, jeśli urządzenie jest zaprojektowane dla zbyt wysokiego napięcia, wówczas rezystancja kanału i napięcie progowe wzrosną. W rezultacie potrzebna jest staranna optymalizacja urządzenia. Również przy wyborze urządzeń MOSFET mocy konieczne jest wybranie takiego, które zapewnia odpowiednią kombinację napięcia przebicia i rezystancji włączenia.

Pojemność

Na zachowanie przełączania dowolnego tranzystora MOSFET mocy duży wpływ mają poziomy pasożytniczej pojemności występującej w urządzeniu.

Główne obszary pojemności, które mają wpływ na wydajność przełączania, to pojemność bramki do źródła C.GS; bramka do drenowania pojemności, CGD; i drenaż do źródła, C.DS.

Pojemności te są nieliniowe i zależą od konstrukcji urządzenia i napięć występujących w danym momencie. Twoje wynikają z zależnej od polaryzacji pojemności tlenkowej i zależnej od polaryzacji pojemności warstwy zubożonej. Zwykle wraz ze wzrostem napięcia zwiększają się warstwy zubożone, a poziomy pojemności spadają.

Napięcie progowe zasilania MOSFET

Napięcie progowe, które zwykle jest oznaczone jako V.GS (TH) to minimalne napięcie bramki, które może utworzyć kanał przewodzący między źródłem a drenem.

W przypadku tranzystorów MOSFET mocy to napięcie progowe jest zwykle mierzone dla prądu źródła drenu wynoszącego 250 µA.

Napięcie progowe jest określane przez współczynniki mocy MOSFET, w tym grubość tlenku bramki i stężenie domieszkowania w kanale.

Aplikacje Power MOSFET

Technologia Power MOSEFET ma zastosowanie w wielu typach obwodów. Zastosowania obejmują:

  • Zasilacze liniowe
  • Przełączanie zasilaczy
  • Przetwornice DC-DC
  • Sterowanie silnikiem niskonapięciowym

Tranzystory MOSFET mocy są zwykle używane w aplikacjach, w których napięcia nie przekraczają około 200 woltów. Wyższe napięcia nie są tak łatwe do osiągnięcia. Tam, gdzie stosowane są tranzystory Power MOSFET, szczególnie atrakcyjna jest ich niska rezystancja włączenia. Zmniejsza to rozpraszanie mocy, co zmniejsza koszty i rozmiar. Wymagana jest mniejsza obróbka metalu i chłodzenie. Również niski opór WŁĄCZENIA oznacza, że ​​poziomy sprawności można utrzymać na wyższym poziomie.


Obejrzyj wideo: Moduł sterownika IRF520 MOSFET #2 (Lipiec 2021).