MOSFET txheej txheem cej luam

Fais fab MOSFET kuj tau muab faib ua hlws ris hom thiab insulated rooj vag hom, tab sis feem ntau yog hais txog lub insulated rooj vag hom MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), hu ua lub hwj chim MOSFET (Power MOSFET). Kev sib tshuam hom fais fab teb cov nyhuv transistor feem ntau hu ua electrostatic induction transistor (Static Induction Transistor - SIT). Nws yog tus cwj pwm los ntawm lub rooj vag hluav taws xob los tswj cov dej ntws tam sim no, tsav Circuit Court yog qhov yooj yim, yuav tsum muaj lub zog tsav me me, kev hloov pauv ceev ceev, kev khiav hauj lwm ntau zaus, thermal stability zoo dua qhovGTR, tab sis nws lub peev xwm tam sim no yog me me, tsis tshua muaj hluav taws xob, feem ntau tsuas yog siv rau lub hwj chim tsis tshaj 10kW ntawm cov khoom siv hluav taws xob hluav taws xob.

1. Fais fab MOSFET qauv thiab kev khiav hauj lwm hauv paus ntsiab lus

Hwj chim MOSFET hom: raws li cov channel conductive tuaj yeem muab faib ua P-channel thiab N-channel. Raws li lub rooj vag voltage amplitude yuav muab faib ua; hom depletion; thaum lub rooj vag voltage yog xoom thaum lub ntws-qhov ncej ntawm lub hav zoov ntawm ib tug conducting channel, enhanced; rau N (P) channel ntaus ntawv, lub rooj vag voltage ntau dua (tsawg dua) xoom ua ntej lub neej ntawm cov channel, lub zog MOSFET yog N-channel txhim kho.

1.1 Lub zogMOSFETqauv　　

Lub zog MOSFET sab hauv cov qauv thiab cov cim hluav taws xob; Nws cov conduction tsuas yog ib tug polarity cab kuj (polys) koom nyob rau hauv lub conductive, yog ib tug unipolar transistor. Kev coj tus txheej txheem yog tib yam li lub zog qis MOSFET, tab sis cov qauv muaj qhov sib txawv loj, lub zog qis MOSFET yog cov khoom siv kab rov tav, lub zog MOSFET feem ntau ntawm cov kab hluav taws xob ntsug, tseem hu ua VMOSFET (Vertical MOSFET) , uas zoo heev txhim kho MOSFET ntaus ntawv voltage thiab tam sim no muaj peev xwm tiv taus.

Raws li qhov sib txawv ntawm cov qauv ntsug conductive, tab sis kuj tau muab faib ua V-shaped zawj kom ua tiav ntsug conductivity ntawm VVMOSFET thiab muaj ntsug conductive ob-diffused MOSFET qauv ntawm VDMOSFET (Vertical Ob-diffused.MOSFET), daim ntawv no feem ntau yog tham ua piv txwv ntawm VDMOS li.

Fais fab MOSFETs rau ntau yam kev sib koom ua ke, xws li International Rectifier (International Rectifier) ​​HEXFET siv lub hexagonal unit; Siemens (Siemens) SIPMOSFET siv lub square unit; Motorola (Motorola) TMOS siv lub kaum sab xis los ntawm "Pin" kev teeb tsa.

1.2 Fais fab MOSFET txoj cai ntawm kev ua haujlwm

Kev txiav tawm: nruab nrab ntawm cov kav dej-qhov chaw ntxiv rau qhov zoo zog, lub rooj vag-qhov ncej ntawm qhov hluav taws xob yog xoom. p hauv paus cheeb tsam thiab N drift cheeb tsam tsim ntawm PN hlws ris J1 thim rov qab kev tsis ncaj ncees, tsis muaj tam sim no ntws ntawm cov kav dej ntws.

Conductivity: Nrog rau qhov zoo voltage UGS siv nruab nrab ntawm lub rooj vag-qhov chaw nres tsheb, lub rooj vag yog insulated, yog li tsis muaj rooj vag tam sim no ntws. Txawm li cas los xij, qhov zoo ntawm lub rooj vag yuav thawb lub qhov hauv P- cheeb tsam hauv qab nws, thiab nyiam cov oligons-electrons nyob rau hauv P- cheeb tsam mus rau saum npoo ntawm P- cheeb tsam hauv qab lub rooj vag thaum lub UGS ntau dua li ntawm qhov chaw. UT (tig voltage lossis qhov pib voltage), qhov concentration ntawm electrons nyob rau saum npoo ntawm P-cheeb tsam nyob rau hauv lub rooj vag yuav ntau tshaj qhov concentration ntawm qhov, yog li ntawd P-hom semiconductor inverted rau hauv N-hom thiab dhau los ua ib txheej inverted, thiab cov txheej txheem inverted ua N-channel thiab ua rau PN junction J1 ploj, ntws thiab qhov chaw conductive.

1.3 Cov yam ntxwv tseem ceeb ntawm lub zog MOSFETs

1.3.1 Cov yam ntxwv zoo li qub.

Kev sib raug zoo ntawm cov dej ntws tam sim no ID thiab qhov voltage UGS ntawm lub rooj vag qhov chaw hu ua tus yam ntxwv hloov ntawm MOSFET, ID loj dua, kev sib raug zoo ntawm ID thiab UGS yog kwv yees li kab, thiab txoj kab nqes ntawm txoj kab nkhaus txhais tau tias yog transconductance Gfs. .

Cov yam ntxwv ntws volt-ampere (cov yam ntxwv tso zis) ntawm MOSFET: cheeb tsam txiav tawm (suav nrog thaj tsam txiav ntawm GTR); cheeb tsam saturation (suav nrog thaj tsam amplification ntawm GTR); tsis-saturation cheeb tsam (suav rau thaj tsam saturation ntawm GTR). Lub zog MOSFET ua haujlwm nyob rau hauv lub xeev hloov pauv, piv txwv li, nws hloov mus los ntawm thaj chaw txiav tawm thiab thaj chaw tsis muaj dej txaus. Lub hwj chim MOSFET muaj cov kab mob parasitic ntawm cov dej ntws-qhov chaw nres nkoj, thiab cov cuab yeej ua haujlwm thaum rov qab hluav taws xob siv nruab nrab ntawm cov dej ntws tawm. Lub hauv paus tsis kam ntawm lub zog MOSFET muaj qhov zoo ntawm qhov kub thiab txias coefficient, uas yog qhov zoo rau kev sib npaug ntawm qhov tam sim no thaum cov khoom siv txuas nrog tib lub sijhawm.

1.3.2 Dynamic Characterization;

nws xeem Circuit Court thiab switching txheej txheem waveforms.

Txoj kev tig-on; tig-on ncua sij hawm td(on) - lub sij hawm lub sij hawm ntawm lub sij hawm ntawm pem hauv ntej thiab lub sij hawm thaum uGS = UT thiab iD pib tshwm; nce lub sij hawm tr- lub sij hawm lub sij hawm thaum uGS nce los ntawm uT mus rau lub rooj vag voltage UGSP uas lub MOSFET nkag mus rau hauv lub cheeb tsam uas tsis yog-saturated; tus nqi ntawm lub xeev ruaj khov ntawm iD yog txiav txim siab los ntawm qhov ntws tawm qhov hluav taws xob, UE, thiab cov dej ntws Qhov loj ntawm UGSP muaj feem xyuam rau lub xeev tus nqi ntawm iD. Tom qab UGS mus txog UGSP, nws tseem nce siab nyob rau hauv qhov kev nqis tes ua kom txog thaum nws mus txog lub xeev khov kho, tab sis iD tsis hloov. Tig lub sij hawm ton-Sum ntawm tig-on ncua sij hawm thiab nce lub sij hawm.

Tawm ncua sij hawm td(tawm) -Lub sij hawm lub sij hawm thaum iD pib txo mus rau xoom los ntawm lub sij hawm mus poob rau xoom, Cin yog tawm los ntawm Rs thiab RG, thiab uGS poob rau UGSP raws li ib tug exponential nkhaus.

Lub sij hawm poob tf- Lub sij hawm lub sij hawm txij li thaum uGS tseem poob ntawm UGSP thiab iD txo kom txog thaum lub channel ploj ntawm uGS < UT thiab ID poob rau xoom. Tig-off time toff- Qhov suav ntawm lub sijhawm tig-tawm ncua sijhawm thiab lub caij nplooj zeeg.

1.3.3 MOSFET hloov ceev.

MOSFET hloov ceev thiab Cin them thiab tso tawm muaj kev sib raug zoo, tus neeg siv tsis tuaj yeem txo Cin, tab sis tuaj yeem txo qhov kev tsav tsheb hauv Circuit Court tsis kam Rs kom txo tau lub sij hawm tas mus li, kom ceev qhov hloov ceev, MOSFET tsuas yog cia siab rau polytronic conductivity, tsis muaj cov nyhuv oligotronic cia, thiab yog li cov txheej txheem kaw tau nrawm heev, lub sijhawm hloov pauv ntawm 10-100ns, kev ua haujlwm zaus tuaj yeem ncav cuag. 100kHz lossis ntau dua, yog qhov siab tshaj plaws ntawm cov khoom siv hluav taws xob tseem ceeb.

Cov cuab yeej tswj tau teb yuav luag tsis muaj cov tswv yim tam sim no thaum so. Txawm li cas los xij, thaum lub sijhawm hloov pauv, lub input capacitor yuav tsum tau them thiab tso tawm, uas tseem yuav tsum tau muaj qee yam ntawm lub zog tsav. Qhov siab dua qhov hloov zaus, qhov ntau dua lub zog tsav xav tau.

1.4 Dynamic kev ua tau zoo txhim kho

Ntxiv nrog rau cov cuab yeej siv los xav txog cov cuab yeej hluav taws xob, tam sim no, zaus, tab sis kuj yuav tsum paub zoo hauv daim ntawv thov kev tiv thaiv lub cuab yeej, tsis txhob ua rau lub cuab yeej nyob rau hauv qhov kev hloov pauv hauv kev puas tsuaj. Tau kawg, thyristor yog ib qho kev sib xyaw ntawm ob lub transistors bipolar, ua ke nrog lub peev xwm loj vim yog thaj chaw loj, yog li nws lub peev xwm dv / dt yog qhov yooj yim dua. Rau di / dt nws kuj muaj qhov teeb meem txuas ntxiv hauv cheeb tsam, yog li nws kuj ua rau muaj kev txwv hnyav heev.

Cov ntaub ntawv ntawm lub zog MOSFET yog qhov sib txawv heev. Nws lub peev xwm dv / dt thiab di / dt feem ntau kwv yees nyob rau hauv cov nqe lus ntawm lub peev xwm ib nanosecond (tsis yog ib microsecond). Txawm li cas los xij, txawm li cas los xij, nws muaj cov kev txwv kev ua haujlwm dynamic. Cov no tuaj yeem nkag siab txog cov qauv ntawm lub zog MOSFET.

Cov qauv ntawm lub hwj chim MOSFET thiab nws cov khoom sib npaug sib npaug. Ntxiv nrog rau qhov capacitance nyob rau hauv yuav luag txhua feem ntawm lub cuab yeej, nws yuav tsum tau txiav txim siab tias MOSFET muaj ib lub diode txuas nyob rau hauv parallel. Los ntawm ib qho kev pom, kuj muaj cov kab mob parasitic transistor. (Ib yam li IGBT kuj muaj tus kab mob thyristor). Cov no yog cov tseem ceeb hauv kev kawm txog kev coj cwj pwm zoo ntawm MOSFETs.

Ua ntej ntawm tag nrho cov intrinsic diode txuas nrog MOSFET qauv muaj qee qhov muaj peev xwm avalanche. Qhov no feem ntau yog qhia nyob rau hauv cov nqe lus ntawm ib leeg avalanche muaj peev xwm thiab rov ua dua avalanche muaj peev xwm. Thaum qhov thim rov qab di / dt loj, lub diode raug xa mus rau cov mem tes nrawm nrawm, uas muaj peev xwm nkag mus rau thaj av avalanche thiab muaj feem cuam tshuam rau lub cuab yeej thaum nws lub peev xwm avalanche dhau. Raws li nrog rau ib qho PN hlws ris diode, tshuaj xyuas nws cov yam ntxwv dynamic yog qhov nyuaj heev. Lawv txawv heev los ntawm lub tswv yim yooj yim ntawm PN hlws ris ua nyob rau hauv cov kev taw qhia pem hauv ntej thiab thaiv nyob rau hauv lub rov qab kev taw qhia. Thaum tam sim no poob sai, lub diode poob nws qhov rov qab thaiv lub peev xwm rau lub sijhawm hu ua lub sijhawm rov qab los. tseem muaj ib lub sij hawm thaum lub PN hlws ris yuav tsum tau ua kom sai thiab tsis qhia ib tug tsawg heev kuj. Thaum muaj kev txhaj tshuaj rau hauv lub diode hauv lub zog MOSFET, cov neeg nqa khoom tsawg tau txhaj tshuaj ntxiv rau qhov nyuaj ntawm MOSFET ua ib qho khoom siv multitronic.

Cov xwm txheej tam sim no muaj feem cuam tshuam nrog cov kab mob, thiab qhov no yuav tsum tau txais kev saib xyuas txaus hauv daim ntawv thov. Nws yog ib qho tseem ceeb kom muaj kev paub txog qhov tob ntawm lub cuab yeej txhawm rau ua kom yooj yim rau kev nkag siab thiab kev tshuaj xyuas ntawm cov teeb meem sib raug.