Colecții

MOSFET de alimentare

MOSFET de alimentare

Tehnologia MOSFET este ideală pentru utilizarea în multe aplicații de energie, unde rezistența redusă la pornire permite atingerea unor niveluri ridicate de eficiență.

Există o serie de varietăți diferite de MOSFET de putere disponibile de la diferiți producători, fiecare cu propriile sale caracteristici și abilități.

Multe MOSFET-uri de putere încorporează o topologie a structurii verticale. Acest lucru permite comutarea cu curent mare cu eficiență ridicată într-o zonă de matriță relativ mică. De asemenea, permite dispozitivului să accepte comutarea cu curent și tensiune ridicată.

Tipuri MOSFET de alimentare

În cadrul arenei generale a MOSFET-urilor de putere, există o serie de tehnologii specifice care au fost dezvoltate și abordate de diferiți producători. Folosesc o serie de tehnici diferite care permit MOSFET-urilor de putere să transporte curentul și să gestioneze nivelurile de putere mai eficient. După cum sa menționat deja, acestea încorporează adesea o formă de structură verticală

Diferitele tipuri de putere MOSFET au atribute diferite și, prin urmare, pot fi potrivite în special pentru aplicații date.

  • MOSFET de putere plană: Aceasta este forma de bază a puterii MOSFET. Este bun pentru ratinguri de înaltă tensiune, deoarece rezistența la pornire este dominată de rezistența epi-strat. Această structură este în general utilizată atunci când nu este necesară o densitate mare a celulelor.
  • VMOS: MOSFET-urile de alimentare VMOS sunt disponibile de mulți ani. Conceptul de bază folosește o structură în canelură în V pentru a permite un flux mai vertical al curentului, oferind astfel niveluri mai mici de rezistență la pornire și caracteristici de comutare mai bune. Deși sunt utilizate pentru comutarea puterii, ele pot fi utilizate și pentru amplificatoare de putere RF de mică frecvență.
  • UMOS: Versiunea UMOS a MOSFETului de putere folosește o crâng similară cu cea a VMOS FET. Cu toate acestea, plantația are un fund mai plat și oferă câteva avantaje diferite.
  • HEXFET: Această formă de putere MOSFET folosește o structură hexagonală pentru a oferi capacitatea curentă.
  • TrenchMOS: Din nou, MOSFET de putere TrenchMOS folosește o pădure sau șanț de bază similară din siliciu de bază pentru a oferi o capacitate și caracteristici de manipulare mai bune. În special, MOSFET-urile cu putere de șanț sunt utilizate în principal pentru tensiuni de peste 200 de volți datorită densității canalului și, prin urmare, a rezistenței lor la ON mai scăzute.

Tensiunea de rupere a puterii MOSFET

Tensiunea de avarie este un parametru cheie pentru orice dispozitiv de alimentare, inclusiv MOSFET-urile de alimentare. Deoarece aceste dispozitive pot funcționa cu tensiuni mult peste cele întâlnite în circuitele electronice cu putere redusă, tensiunea de rupere a tensiunii este un aspect important al oricărui dispozitiv MOSFET de putere.

În majoritatea MOSFET-urilor de putere, terminația sursei N + și joncțiunea corpului P sunt scurtcircuitate utilizând metalizarea sursei. Acest lucru evită posibilitatea pornirii false a tranzistorului bipolar parazit în cadrul structurii.

În funcțiune, atunci când nu se aplică nici o polarizare la poartă, atunci dispozitivul este capabil să furnizeze o tensiune de scurgere ridicată prin corpul de tip P polarizat invers și joncțiunea stratului + epitaxial N + (prezentat ca P-siliciu și N- pe diagrama MOSFET de putere plană ). Când sunt prezente tensiuni ridicate, cea mai mare parte a tensiunii aplicate apare pe stratul N ușor dopat. Dacă este necesară o tensiune operațională mai mare, atunci stratul N poate fi mai ușor dopat și mai gros, dar acest lucru are și efectul de a crește rezistența la pornire.

Pentru dispozitivele cu tensiune mai mică, nivelurile de dopaj pentru zonele de siliciu P și N- devin comparabile și tensiunea este împărțită între aceste două straturi. Cu toate acestea, dacă zona siliconului P nu este suficient de groasă, atunci se poate constata că regiunea de epuizare poate trece până la regiunea sursă N +, dând naștere unei tensiuni de avarie mai mici.

Pe de altă parte, dacă dispozitivul este proiectat pentru o tensiune prea mare, atunci rezistența canalului și tensiunea de prag vor crește. Ca urmare, este necesară o optimizare atentă a dispozitivului. De asemenea, atunci când alegeți dispozitive MOSFET de putere, este necesar să optați pentru unul care asigură combinația corectă de tensiune de rupere și rezistență la pornire.

Capacitate

Comportamentul de comutare a oricărui MOSFET de putere este foarte mult afectat de nivelurile de capacitate parazitară care apar în interiorul dispozitivului.

Principalele zone de capacitate care afectează performanța de comutare sunt poarta către sursa capacității CGS; poarta de scurgere a capacității, CGD; iar scurgerea la sursă, CDS.

Aceste capacități sunt neliniare și depind de structura dispozitivului și de tensiunile prezente la un moment dat. Rezultatul dvs. de la capacitatea oxidului dependent de polarizare și capacitatea stratului de epuizare dependent de polarizare. De obicei, pe măsură ce tensiunile cresc, astfel straturile de epuizare cresc și nivelurile de capacitate scad.

Tensiunea pragului MOSFET de putere

Tensiunea de prag care este desemnată în mod normal ca V.GS (TH) este tensiunea minimă a porții care poate forma un canal conductor între sursă și canal.

Pentru MOSFET-uri de putere, această tensiune de prag este în mod normal măsurată pentru un curent de sursă de scurgere de 250µA.

Tensiunea de prag este determinată de factori în puterea MOSFET, inclusiv grosimea oxidului de poartă și concentrația de dopaj în canal.

Aplicații MOSFET de alimentare

Tehnologia Power MOSEFET este aplicabilă multor tipuri de circuite. Aplicațiile includ:

  • Surse de alimentare liniare
  • Surse de alimentare cu comutare
  • Convertoare DC-DC
  • Comanda motorului de joasă tensiune

MOSFET-urile de putere sunt utilizate în mod normal în aplicații în care tensiunile nu depășesc aproximativ 200 de volți. Tensiunile mai mari nu sunt atât de ușor de realizat. Acolo unde sunt utilizate MOSFET-urile de putere, este deosebit de atractivă rezistența lor scăzută la pornire. Acest lucru reduce disiparea puterii, ceea ce reduce costul și dimensiunea, mai puține lucrări metalice și este necesară răcirea. De asemenea, rezistența scăzută la pornire înseamnă că nivelurile de eficiență pot fi menținute la un nivel superior.


Priveste filmarea: Testare MOSFET folosind un multimetru (Octombrie 2021).