MOS FET管的优势
MOSFET管与双极型功率管比较,有以下特殊的优势。
(1)反向漏小
场效应管为控制器件,对MOSFET管而言,栅一源极之间由金属氧化物隔离层相隔离。
当栅一源极间无电压时,其漏一源极极高,只要外加电压小于Vds,其漏极电流只有muA级。而且,此类器件具有负特性,漏极电流随环境温度上升反而减小。
(2)驱动功率小
场效应管为电压控制器件,其栅一源极极高,只要在栅一源极建立电场,即可控制漏一源极电流。如果以电流增益的概念来衡量其放大特性的话,其电流增益可达几亿数量级。栅极驱动电压只是在输入端栅源极之间建立充电电流,而不直接驱动Ids。
因此,其输入阻抗与电子管相近,这就使得MOSFET管驱动大为简化,可以直接由或TTL电路驱动,使整机功耗减小。
(3)无“二次’现象
所谓“二次”击穿是指,双极型的正温度系数特性、集电极电流产生的温升,温升使集电极电流增长。
如此恶性循环,使三极管热击穿。场效应管的Ids具有负温度系数,故不会发生此现象,因而其安全工作区超过双极管。
(4)开关速度快
场效应管控制的是栅、源极电压,无电荷存储问题。
当驱动脉冲截止时,只要利用极简单的放电电路将栅、源极的充电电荷释放,开关管立即关断。此放电通路称为灌(许多型号的开关驱动内部都设有灌电流通路),随输出脉冲截止,灌电流通路同时开启,使MOSFET管的关断时间和导通时间达到10~20。
由于其开关速度极快,无需另加反向截止偏置。.(5)场效应管可以直接并联使用,不必外加均流。
但是,MOSFET管在应用中需注意以下两点:
首先,保存、运输和使用中,均需注意防止静电。因为其输入阻抗极高,即使能量不大的静应电荷积累,也可能击穿栅、源极绝缘层。目前生产的绝缘栅场效应管已在栅、源极集成了保护反向和,以防止意外静电击穿。
其次,输入驱动虽属电压驱动,但其输入电容大,使高频输入阻抗降低。因此,要求驱动电路阻抗低,同时,在栅极加入一定的隔离,并在驱动电路中设置灌电流通路。以使驱动脉冲截止时栅极输入电容能快速放电。加快场效应管的截止速度。
目前,MOSFET管可以作到Vds为1.8kV,Ids为100A以上,Rds为0.1~0.07Q的产品。据国外报道,用于的MOSFET管,其Rds达到20MQ以下的产品已问世。
另外,还有一种SIT器件(静应晶体管),此类器件属垂直结构的结型场效应管,其开关速度快、增益高,工作达到几M。由于其特性与电子管相近,目前音响爱好者将其用作电路,据称,其音质也有极浓的“胆味”。此类器件现已有1.5kV/100A以上的产品,被工业上用于发生器、激光、高频电炉等设备。
除此而外,还有双极管与FEI管的混合产品,所谓绝缘栅双极晶体管。顾名思意,它属MOSFET作前级,双极管作输出的组合器件。因此,IGBI’管既有绝缘栅栏场效应管的电压驱动特性,还有双极管饱合压降小和耐压高的输出特性,其关断时间达到0.4us以下,BVceo达到1.8kv,10I达到100A的水平。目前被用在电机变频调速,大功率和开关电源等电机中。
(1)反向漏小
场效应管为控制器件,对MOSFET管而言,栅一源极之间由金属氧化物隔离层相隔离。
当栅一源极间无电压时,其漏一源极极高,只要外加电压小于Vds,其漏极电流只有muA级。而且,此类器件具有负特性,漏极电流随环境温度上升反而减小。
(2)驱动功率小
场效应管为电压控制器件,其栅一源极极高,只要在栅一源极建立电场,即可控制漏一源极电流。如果以电流增益的概念来衡量其放大特性的话,其电流增益可达几亿数量级。栅极驱动电压只是在输入端栅源极之间建立充电电流,而不直接驱动Ids。
因此,其输入阻抗与电子管相近,这就使得MOSFET管驱动大为简化,可以直接由或TTL电路驱动,使整机功耗减小。
(3)无“二次’现象
所谓“二次”击穿是指,双极型的正温度系数特性、集电极电流产生的温升,温升使集电极电流增长。
如此恶性循环,使三极管热击穿。场效应管的Ids具有负温度系数,故不会发生此现象,因而其安全工作区超过双极管。
(4)开关速度快
场效应管控制的是栅、源极电压,无电荷存储问题。
当驱动脉冲截止时,只要利用极简单的放电电路将栅、源极的充电电荷释放,开关管立即关断。此放电通路称为灌(许多型号的开关驱动内部都设有灌电流通路),随输出脉冲截止,灌电流通路同时开启,使MOSFET管的关断时间和导通时间达到10~20。
由于其开关速度极快,无需另加反向截止偏置。.(5)场效应管可以直接并联使用,不必外加均流。
但是,MOSFET管在应用中需注意以下两点:
首先,保存、运输和使用中,均需注意防止静电。因为其输入阻抗极高,即使能量不大的静应电荷积累,也可能击穿栅、源极绝缘层。目前生产的绝缘栅场效应管已在栅、源极集成了保护反向和,以防止意外静电击穿。
其次,输入驱动虽属电压驱动,但其输入电容大,使高频输入阻抗降低。因此,要求驱动电路阻抗低,同时,在栅极加入一定的隔离,并在驱动电路中设置灌电流通路。以使驱动脉冲截止时栅极输入电容能快速放电。加快场效应管的截止速度。
目前,MOSFET管可以作到Vds为1.8kV,Ids为100A以上,Rds为0.1~0.07Q的产品。据国外报道,用于的MOSFET管,其Rds达到20MQ以下的产品已问世。
另外,还有一种SIT器件(静应晶体管),此类器件属垂直结构的结型场效应管,其开关速度快、增益高,工作达到几M。由于其特性与电子管相近,目前音响爱好者将其用作电路,据称,其音质也有极浓的“胆味”。此类器件现已有1.5kV/100A以上的产品,被工业上用于发生器、激光、高频电炉等设备。
除此而外,还有双极管与FEI管的混合产品,所谓绝缘栅双极晶体管。顾名思意,它属MOSFET作前级,双极管作输出的组合器件。因此,IGBI’管既有绝缘栅栏场效应管的电压驱动特性,还有双极管饱合压降小和耐压高的输出特性,其关断时间达到0.4us以下,BVceo达到1.8kv,10I达到100A的水平。目前被用在电机变频调速,大功率和开关电源等电机中。
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