《電子技術(shù)應(yīng)用》
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mosfet的動(dòng)態(tài)特性和主要參數(shù)

2017-10-11
關(guān)鍵詞: MOSFET 載流子 開關(guān)速度

1,、  動(dòng)態(tài)特性

  動(dòng)態(tài)特性主要描述輸入量與輸出量之間的時(shí)間關(guān)系,,它影響器件的開關(guān)過程。由于該器件為單極型,,靠多數(shù)載流子導(dǎo)電,,因此開關(guān)速度快、時(shí)間短,,一般在納秒數(shù)量級(jí),。Power MOSFET的動(dòng)態(tài)特性。如圖3所示,。

圖片4.png


  Power MOSFET 的動(dòng)態(tài)特性用圖3(a)電路測(cè)試,。圖中,up為矩形脈沖電壓信號(hào)源,;RS為信號(hào)源內(nèi)阻,;RG為柵極電阻;RL為漏極負(fù)載電阻;RF用以檢測(cè)漏極電流,。

  Power MOSFET 的開關(guān)過程波形,,如圖3(b)所示。

  Power MOSFET 的開通過程:由于Power MOSFET 有輸入電容,,因此當(dāng)脈沖電壓up的上升沿到來時(shí),,輸入電容有一個(gè)充電過程,柵極電壓uGS按指數(shù)曲線上升,。當(dāng)uGS上升到開啟電壓UT時(shí),,開始形成導(dǎo)電溝道并出現(xiàn)漏極電流iD,。從up前沿時(shí)刻到uGS=UT,,且開始出現(xiàn)iD的時(shí)刻,這段時(shí)間稱為開通延時(shí)時(shí)間td(on),。此后,,iD隨uGS的上升而上升,,uGS從開啟電壓UT上升到Power MOSFET臨近飽和區(qū)的柵極電壓uGSP這段時(shí)間,稱為上升時(shí)間tr,。這樣Power MOSFET的開通時(shí)間

  ton=td(on)+tr      (2)

  Power MOSFET的關(guān)斷過程:當(dāng)up信號(hào)電壓下降到0時(shí),,柵極輸入電容上儲(chǔ)存的電荷通過電阻RS和RG放電,使柵極電壓按指數(shù)曲線下降,,當(dāng)下降到uGSP 繼續(xù)下降,,iD才開始減小,這段時(shí)間稱為關(guān)斷延時(shí)時(shí)間td(off),。此后,,輸入電容繼續(xù)放電,uGS繼續(xù)下降,,iD也繼續(xù)下降,,到uGS< SPAN>T時(shí)導(dǎo)電溝道消失,iD=0,,這段時(shí)間稱為下降時(shí)間tf,。這樣Power MOSFET 的關(guān)斷時(shí)間

  toff=td(off)+tf      (3)

  從上述分析可知,要提高器件的開關(guān)速度,,則必須減小開關(guān)時(shí)間,。在輸入電容一定的情況下,可以通過降低驅(qū)動(dòng)電路的內(nèi)阻RS來加快開關(guān)速度,。

  電力場(chǎng)效應(yīng)管晶體管是壓控器件,,在靜態(tài)時(shí)幾乎不輸入電流。但在開關(guān)過程中,,需要對(duì)輸入電容進(jìn)行充放電,,故仍需要一定的驅(qū)動(dòng)功率。工作速度越快,需要的驅(qū)動(dòng)功率越大,。{{分頁}}

2,、  動(dòng)態(tài)參數(shù)

(1) 極間電容

  Power MOSFET的3個(gè)極之間分別存在極間電容CGS,,CGD,,CDS。通常生產(chǎn)廠家提供的是漏源極斷路時(shí)的輸入電容CiSS,、共源極輸出電容CoSS,、反向轉(zhuǎn)移電容CrSS。它們之間的關(guān)系為

CiSS=CGS+CGD      (4)

CoSS=CGD+CDS      (5)

CrSS=CGD          (6)

  前面提到的輸入電容可近似地用CiSS來代替,。

(2) 漏源電壓上升率

  器件的動(dòng)態(tài)特性還受漏源電壓上升率的限制,,過高的du/dt可能導(dǎo)致電路性能變差,甚至引起器件損壞,。

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