功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Power MOSFET)是一種廣泛應(yīng)用于功率放大和開(kāi)關(guān)控制的半導(dǎo)體器件。它由金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)演變而來(lái),具有高速度、低驅(qū)動(dòng)電壓、低輸入電阻、低失真度等特點(diǎn),因此在現(xiàn)代電子技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。
1.功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的工作原理
功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的主要部分是由P型襯底、N型漂移層、P型溝道以及N型源和漏極組成。溝道區(qū)域上方有一層氧化物作為柵極絕緣層。當(dāng)柵極施加正向電壓時(shí),在溝道區(qū)域形成一個(gè)近似恒定的P型溝道,使漏極和源極之間形成導(dǎo)通通道,從而控制功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通和截止。功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管主要依靠柵源電壓的變化來(lái)共同控制漏-源電路上的電流。
2.功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)
功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),一般可分為四層,包括N型漂移層、P型溝道區(qū)、柵極和源/漏電極。其中N型漂移層作為承受高電壓的部分,有較大的擺寬;P型溝道區(qū)主要是通過(guò)改變柵電壓來(lái)控制溝道的電導(dǎo)率,從而控制整個(gè)器件的導(dǎo)通與截止。
3.功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特點(diǎn)
功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有以下幾個(gè)特點(diǎn):
- 低驅(qū)動(dòng)電壓:只需要施加幾伏的電壓就可以實(shí)現(xiàn)全開(kāi)或全關(guān)狀態(tài)。
- 低輸入電阻:具有非常小的輸入電阻,可以實(shí)現(xiàn)在高頻率下使用。
- 高速度:功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以進(jìn)行快速開(kāi)關(guān),輸出電流和電壓也能很快變化。
- 低失真度:因?yàn)閷?dǎo)通和截止都非???,所以功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的失真度非常低。
4.功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的作用
功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管被廣泛用于電力電子領(lǐng)域,如交流變頻、逆變器和電源等。同時(shí)也可以用于汽車(chē)電子設(shè)備、通訊設(shè)備以及計(jì)算機(jī)設(shè)備中的集成電路等。