MOSFET forbhreathnú

Tá Power MOSFET roinnte freisin i gcineál acomhal agus cineál geata inslithe, ach de ghnáth tagraíonn sé go príomha don chineál geata inslithe MOSFET (Miotal Ocsaíd Leathsheoltóra FET), dá ngairtear MOSFET cumhachta (Power MOSFET). Go ginearálta tugtar trasraitheoir ionduchtaithe leictreastatach (Transistor Ionduchtúcháin Statach - SIT) ar thrasraitheoir éifeacht réimse cumhachta acomhal. Tá sé tréithrithe ag an voltas geata chun rialú a dhéanamh ar an sruth draein, tá ciorcad tiomáint simplí, éilíonn cumhacht tiomána beag, luas athrú tapa, minicíocht oibriúcháin ard, cobhsaíocht theirmeach níos fearr ná anGTR, ach tá a chumas reatha beag, voltas íseal, go ginearálta ní bhaineann ach le cumhacht nach mó ná 10kW de chumhacht feistí leictreonacha.

 

1. Cumhacht MOSFET struchtúr agus prionsabal oibriúcháin

Cineálacha MOSFET Cumhacht: Is féidir de réir an chainéil seoltaí a roinnt ina P-chainéil agus N-chainéil. Is féidir Dar leis an aimplitiúid voltas geata a roinnt ina; cineál ídiú; nuair a bhíonn an voltas geata náid nuair a bhíonn an cuaille draein-fhoinse idir an bhfuil cainéal seoltaí, feabhsaithe; le haghaidh gléas cainéal N (P), is é an voltas geata níos mó ná (níos lú ná) náid sula bhfuil cainéal seoltaí ann, is é an chumhacht MOSFET den chuid is mó feabhsaithe N-chainéil.

 

1.1 CumhachtMOSFETstruchtúr　　

Cumhacht MOSFET struchtúr inmheánach agus siombailí leictreacha; a sheoladh ach iompróir polaraíocht amháin (polai) atá bainteach leis an seoltacht, is trasraitheoir aonpholach. Tá meicníocht seoltachta mar an gcéanna leis an MOSFET ísealchumhachta, ach tá difríocht mhór ag an struchtúr, is gléas seoltach cothrománach é an MOSFET ísealchumhachta, an MOSFET cumhachta is mó den struchtúr seoltaí ingearach, ar a dtugtar an VMOSFET (MOSFET Ingearach) freisin. , a fheabhsaíonn go mór an voltas gléas MOSFET agus cumas reatha withstand.

 

De réir na ndifríochtaí sa struchtúr seoltaí ingearach, ach freisin roinnte ar úsáid groove V-chruthach chun seoltacht ingearach an VVMOSFET a bhaint amach agus tá struchtúr MOSFET dé-idirleata seoltach ingearach den VDMOSFET (Ingearach Dúbailte idirleata).MOSFET), pléitear an páipéar seo go príomha mar shampla de fheistí VDMOS.

 

MOSFETanna cumhachta le haghaidh struchtúir chomhtháite il, mar shampla Coigeartóir Idirnáisiúnta (Coigeartóir Idirnáisiúnta) HEXFET ag baint úsáide as aonad heicseagánach; Siemens (Siemens) SIPMOSFET ag baint úsáide as aonad cearnach; Motorola (Motorola) TMOS ag baint úsáide as aonad dronuilleogach ag an socrú cruth "Pin".

 

1.2 Cumhacht MOSFET prionsabal na hoibríochta

Scoite: idir na cuaillí draein-fhoinse móide soláthar cumhachta dearfach, is é nialas na cuaillí foinse geata idir an voltas. bunréigiún p agus réigiún sruth N a foirmíodh idir an t-acomhal PN J1 claonadh droim ar ais, gan aon sruth sruth idir na cuaillí draein-fhoinse.

Seoltacht: Le voltas dearfach UGS a chuirtear i bhfeidhm idir na críochfoirt foinse geata, tá an geata inslithe, mar sin níl aon sruth geata ag sreabhadh. Mar sin féin, cuirfidh voltas dearfach an gheata na poill sa P-réigiún faoina bhun, áfach, agus tarraingeoidh sé na leictreoin oligóin sa réigiún P go dtí dromchla an P-réigiúin faoi bhun an gheata nuair a bhíonn an UGS níos mó ná an UT (voltas cas-ar nó voltas tairseach), beidh an tiúchan leictreon ar dhromchla an réigiúin P faoin geata níos mó ná an tiúchan poill, ionas go mbeidh an leathsheoltóir P-cineál inverted isteach i N-cineál agus a bheith ciseal inbhéartaithe, agus cruthaíonn an ciseal inbhéartaithe cainéal N agus déanann sé an t-acomhal PN J1 imithe, draein agus foinse seoltaí.

 

1.3 Tréithe Bunúsacha MOSFETanna Cumhachta

1.3.1 Tréithe Statach.

Tugtar tréith aistrithe an MOSFET ar an gcaidreamh idir ID reatha an draein agus an voltas UGS idir an fhoinse geata, tá ID níos mó, tá an gaol idir ID agus UGS thart ar líneach, agus sainmhínítear fána an chuar mar an tras-sheoladh Gfs. .

 

Saintréithe volta-aimpéar draein (saintréithe aschuir) an MOSFET: réigiún scoite (a fhreagraíonn do réigiún scoite an GTR); réigiún sáithiúcháin (a fhreagraíonn do réigiún aimpliúcháin an GTR); réigiún neamhsháithiúcháin (a fhreagraíonn do réigiún sáithiúcháin an GTR). Feidhmíonn an MOSFET cumhachta sa stát lasctha, ie, aistríonn sé anonn is anall idir an réigiún scoite agus an réigiún neamhsháithiúcháin. Tá dé-óid seadánacha ag an MOSFET cumhachta idir na críochfoirt foinse draein, agus stiúrann an gléas nuair a chuirtear voltas droim ar ais idir na críochfoirt foinse draein. Tá comhéifeacht teocht dearfach ag friotaíocht ar-stáit an MOSFET cumhachta, atá fabhrach chun an sruth a chothromú nuair a bhíonn na feistí ceangailte go comhthreomhar.

 

1.3.2 Tréithriú Dinimiciúla;

a chiorcad tástála agus cruthanna an phróisis lasctha.

An próiseas cas ar; aga moille tiontaigh td(ar) - an tréimhse ama idir an nóiméad roimh ré agus an nóiméad a thosaíonn uGS = UT agus iD le feiceáil; am ardaithe tr- an tréimhse ama a ardaíonn uGS ó uT go dtí an voltas geata UGSP ag a dtéann an MOSFET isteach sa réigiún neamhsháithithe; déantar luach staide seasta iD a chinneadh ag voltas soláthair an draein, UE, agus an draein Tá baint ag méid UGSP le luach staide seasta iD. Tar éis do UGS UGSP a bhaint amach, leanann sé ag ardú faoin ngníomh go dtí go sroicheann sé staid sheasta, ach níl aon athrú ar iD. Am tiontaithe tonna-Sum na moille tiontaithe agus an t-am ardú.

 

Am moille lasmuigh td(as) - Titeann an tréimhse ama nuair a thosaíonn iD ag laghdú go nialas ón am suas go nialas, scaoiltear Cin trí RS agus RG, agus titeann uGS go UGSP de réir cuar easpónantúil.

 

Am titime tf- An tréimhse ama ón uair a leanann uGS ag titim ó UGSP agus laghdaítear iD go dtí go n-imíonn an cainéal ag uGS < UT agus titeann an ID go nialas. Am múchta - suim na moille múchta agus an t-am titime.

 

1.3.3 MOSFET luas lasctha.

Tá caidreamh iontach ag luas lasctha MOSFET agus Cin a mhuirearú agus a urscaoileadh, ní féidir leis an úsáideoir Cin a laghdú, ach is féidir leis an gciorcad tiomána friotaíocht inmheánach Rs a laghdú chun an tairiseach ama a laghdú, chun an luas aistrithe a luasú, níl MOSFET ag brath ach ar an seoltacht polytronic, níl aon éifeacht stórála oligotronic ann, agus dá bhrí sin tá an próiseas múchta an-tapa, is é an t-am aistrithe 10-100ns, is féidir leis an minicíocht oibriúcháin a bheith suas le 100kHz nó níos mó, is é an ceann is airde de na feistí leictreonacha príomhchumhachta.

 

Teastaíonn beagnach aon sruth ionchuir le haghaidh gléasanna rialaithe allamuigh. Mar sin féin, le linn an phróisis aistrithe, is gá an toilleoir ionchuir a mhuirearú agus a urscaoileadh, rud a éilíonn méid áirithe cumhachta tiomána fós. Dá airde an minicíocht aistrithe, is mó an chumhacht tiomána a theastaíonn.

 

1.4 Feabhsú feidhmíochta dinimiciúil

Chomh maith leis an iarratas gléas a mheas an voltas gléas, reatha, minicíocht, ach freisin ní mór máistir i bhfeidhm ar conas a chosaint ar an gléas, gan a dhéanamh ar an gléas ar na hathruithe neamhbhuan sa damáiste. Ar ndóigh, is meascán de dhá thrasraitheoir dépholach é an thyristor, mar aon le toilleas mór mar gheall ar an limistéar mór, agus mar sin tá a chumas dv/dt níos leochailí. I gcás di/dt tá fadhb réigiún seolta leathnaithe aige freisin, agus mar sin cuireann sé teorainneacha an-dian i bhfeidhm.

Tá cás an MOSFET cumhachta an-difriúil. Is minic a mheastar a chumas dv/dt agus di/dt i dtéarmaí cumais in aghaidh na nana-soicind (seachas in aghaidh an mhicreathoicind). Ach in ainneoin seo, tá teorainneacha feidhmíochta dinimiciúla aige. Is féidir iad seo a thuiscint i dtéarmaí struchtúr bunúsach MOSFET cumhachta.

 

Struchtúr MOSFET cumhachta agus a chiorcad coibhéiseach comhfhreagrach. Chomh maith leis an toilleas i mbeagnach gach cuid den fheiste, ní mór a mheas go bhfuil dé-óid ag an MOSFET ceangailte go comhthreomhar. Ó thaobh áirithe, tá trasraitheoir seadánacha ann freisin. (Díreach mar a bhíonn thyristor seadánacha ag IGBT freisin). Is fachtóirí tábhachtacha iad seo sa staidéar ar iompar dinimiciúil MOSFETanna.

 

Ar an gcéad dul síos, tá cumas maolánach éigin ag an dé-óid intreach atá ceangailte le struchtúr MOSFET. Cuirtear é seo in iúl go hiondúil i dtéarmaí cumais avalanche singil agus cumas avalanche athchleachtach. Nuair a bhíonn an droim ar ais di/dt mór, tá an dé-óid faoi réir spíc bíog an-tapa, rud a d’fhéadfadh dul isteach sa réigiún maoláin agus d’fhéadfadh damáiste a dhéanamh don fheiste a luaithe a sháraítear a chumas malartaithe. Mar is amhlaidh le haon dé-óid acomhal PN, tá sé casta go leor a saintréithe dinimiciúla a ghrinnscrúdú. Tá siad an-difriúil ón gcoincheap simplí go bhfuil acomhal PN ag seoladh sa treo chun tosaigh agus ag blocáil sa treo eile. Nuair a thiteann an sruth go tapa, cailleann an dé-óid a chumas blocála droim ar ais ar feadh tréimhse ama ar a dtugtar an t-am aisghabhála droim ar ais. tá tréimhse ama ann freisin nuair is gá an t-acomhal PN a sheoladh go tapa agus nach léiríonn sé friotaíocht an-íseal. Nuair a bhíonn instealladh tosaigh isteach sa dé-óid i MOSFET cumhachta, cuireann na hiompróirí mionlaigh a instealladh freisin le castacht an MOSFET mar fheiste multitronic.

 

Tá dlúthbhaint ag coinníollacha neamhbhuan le coinníollacha líne, agus ba cheart aird leordhóthanach a thabhairt ar an ngné seo san iarratas. Tá sé tábhachtach go mbeadh eolas domhain ar an bhfeiste chun tuiscint agus anailís ar na fadhbanna comhfhreagracha a éascú.