电力MOSFET的基本特性
电力MOSFET的基本特性
(1)静态特性
转移特性
1.指漏极电流I
D和栅源间电压U
GS的关系,反映了输入电压和输出电流的关系 。
2.I
D较大时,I
D与U
GS的关系近似线性,曲线的斜率被定义为MOSFET的跨导G
fs,即
3.是电压控制型器件,其输入阻抗极高,输入电流非常小。
电力MOSFET的转移特性和输出特性 a) 转移特性
(2)输出特性
1.是MOSFET的漏极伏安特性。
2.截止区(对应于GTR的截止区)、饱和区(对应于GTR的放大区)、非饱和区(对应于GTR的饱和区)三个区域,饱和是指漏源电压增加时漏极电流不再增加,非饱和是指漏源电压增加时漏极电流相应增加。
3.工作在开关状态,即在截止区和非饱和区之间来回转换。
4.本身结构所致,漏极和源极之间形成了一个与MOSFET反向并联的寄生二极管。
5.通态电阻具有正温度系数,对器件并联时的均流有利。
电力MOSFET的转移特性和输出特性 b) 输出特性
(3)动态特性
1.开通过程
开通延迟时间t
d(on)
电流上升时间t
r
电压下降时间t
fv
开通时间t
on= t
d(on)+t
r+ t
fv
2.关断过程
关断延迟时间t
d(off)
电压上升时间t
rv
电流下降时间t
fi
关断时间t
off = t
d(off) +t
rv+t
fi
3.MOSFET的开关速度和其输入
电容的充放电有很大关系,可以降
低栅极驱动电路的内阻R
s,从而减
小栅极回路的充放电时间常数,加
快开关速度。
电力MOSFET的开关过程 a)测试电路 b) 开关过程波形
不存在少子储存效应,因而其关断过程是非常迅速的。
开关时间在10~100ns之间,其工作频率可达100kHz以上,是主要电力电子器件中最高的。
在开关过程中需要对输入电容充放电,仍需要一定的驱动功率,开关频率越高,所需要的驱动功率越大。
电力MOSFET的主要参数
1.跨导G
fs、开启电压U
T以及开关过程中的各时间参数。
2.漏极电压U
DS
标称电力MOSFET电压定额的参数。
3.漏极直流电流I
D和漏极脉冲电流幅值I
DM
标称电力MOSFET电流定额的参数。
4.栅源电压U
GS
栅源之间的绝缘层很薄,|U
GS|>20V将导致绝缘层击穿。
5.极间电容
C
GS、C
GD和C
DS。
6.漏源间的耐压、漏极最大允许电流和最大耗散功率决定了电力MOSFET的安全工作区。