2025-08-25 03:18:31
功率器件常見類型:
功率二極管:**簡單的功率器件,單向?qū)ǎㄍǔ3惺芨叻磯海?
功率 MOSFET:通過電壓控制的高速開關(guān)管,在中低壓、中高頻應(yīng)用中效率高。
絕緣柵雙極晶體管:結(jié)合了MOSFET的高速開關(guān)特性和BJT的大電流承載能力,是目前中高功率應(yīng)用(如變頻器、電動汽車、工業(yè)電源)的主力器件。
晶閘管:主要是可控硅整流器和門極可關(guān)斷晶閘管。前者常用于可控整流、交流調(diào)壓,后者在大功率領(lǐng)域仍有應(yīng)用。
寬禁帶半導(dǎo)體器件:如 SiC 功率器件(碳化硅) 和 GaN功率器件(氮化鎵)。這些是新一代高性能功率器件,具有更高的開關(guān)頻率、更高的工作溫度、更低的損耗和更小的體積,正在迅速發(fā)展和應(yīng)用。 晶體管?:含雙極結(jié)型晶體管(BJT)、MOSFET、IGBT等,兼具開關(guān)與控制功能;中國臺灣焊機功率器件MOS產(chǎn)品選型歡迎選購
按照電力電子器件能夠被控制電路信號所控制的程度分類:
1.半控型器件,例如晶閘管;
2.全控型器件,例如GTO(門極可關(guān)斷晶閘管)、GTR(電力晶體管),Power MOSFET(電力場效應(yīng)晶體管)、IGBT(絕緣柵雙極晶體管);
3.不可控器件,例如電力二極管。
按照驅(qū)動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間信號的性質(zhì)分類:
1.電壓驅(qū)動型器件,例如IGBT、Power MOSFET、SITH(靜電感應(yīng)晶閘管);
2.電流驅(qū)動型器件,例如晶閘管、GTO、GTR。
根據(jù)驅(qū)動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的有效信號波形分類:
1.脈沖觸發(fā)型,例如晶閘管、GTO;
2.電子控制型,例如GTR、PowerMOSFET、IGBT。
按照電力電子器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況分類:
1.雙極型器件,例如電力二極管、晶閘管、GTO、GTR;
2.單極型器件,例如PowerMOSFET、SIT、肖特基勢壘二極管;
3.復(fù)合型器件,例如MCT(MOS控制晶閘管)、IGBT、SITH和IGCT。 中國臺灣焊機功率器件MOS產(chǎn)品選型歡迎選購功率場效應(yīng)晶體管(Power MOSFET)?是一種電壓控制型半導(dǎo)體器件,主要用于功率放大和開關(guān)應(yīng)用。
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功率MOS管的關(guān)鍵參數(shù)
***比較大額定值
***比較大額定值是功率MOS管不應(yīng)超過的允許限制,即使是一瞬間也不行。這些值包括漏源電壓、柵極電壓、漏極電流等。了解這些額定值對于確保功率MOS管在正常工作范圍內(nèi)運行至關(guān)重要。超過這些值可能會導(dǎo)致器件損壞,降低系統(tǒng)的可靠性。
漏源擊穿電壓(V(BR)DSS)
漏源擊穿電壓是漏極和源極之間的擊穿電壓,決定了器件能夠承受的**大電壓。選擇較高的擊穿電壓可以提高器件的**性,但會增加導(dǎo)通電阻。漏源擊穿電壓的選擇需要在**性和效率之間進行權(quán)衡。較高的擊穿電壓可以提供更高的**性,但會增加功率損耗。
柵極閾值電壓(VGS(TH))
柵極閾值電壓是使功率MOS管開啟且漏極電流開始流動時柵極和源極之間的電壓。選擇合適的閾值電壓可以確保器件在不同的工作電壓下正常工作。柵極閾值電壓的選擇直接影響功率MOS管的開關(guān)特性。較低的閾值電壓可以使器件在低電壓下快速開啟,但可能會增加噪聲和功耗。
漏源導(dǎo)通電阻(RDS(ON))
漏源導(dǎo)通電阻是漏極電流流動時漏極和源極之間的電阻。低導(dǎo)通電阻可以減小功率損耗,提高效率。漏源導(dǎo)通電阻是影響功率MOS管能效的關(guān)鍵參數(shù)。
1、超級結(jié)的性能提升方法使溝槽和溝槽間距盡可能小和深。SJ-MOS可以設(shè)計為具有較低電阻的N層,從而實現(xiàn)低導(dǎo)通電阻產(chǎn)品。2、超級結(jié)存在的問題本質(zhì)上超級結(jié)MOSFET比平面MOSFET具有更大的pn結(jié)面積,因此trr比平面MOSFET快,但更大的irr流動。內(nèi)部二極管的反向電流irr和反向恢復(fù)時間trr會影響晶體管關(guān)斷開關(guān)特性。
二、超結(jié)MOS的結(jié)構(gòu)超結(jié)MOSFET的創(chuàng)新在于其“超結(jié)”結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)通過在垂直方向上交替排列的P型和N型區(qū)域來實現(xiàn)。每個P型區(qū)域和其旁邊的N型區(qū)域共同構(gòu)成一個“超結(jié)單元”,這些單元在整個器件中交替排列。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計使得在導(dǎo)通狀態(tài)下,電流可以通過較低的電阻路徑流動,同時在關(guān)斷狀態(tài)下仍然能夠承受高電壓。 功率MOSFET具有較強的過載能力。短時過載能力通常額定值的4倍。
從60年代到70年代初期,以半控型普通晶閘管為**的電力電子器件,主要用于相控電路。這些電路十分***地用在電解、電鍍、直流電機傳動、發(fā)電機勵磁等整流裝置中,與傳統(tǒng)的汞弧整流裝置相比,不僅體積小、工作可靠,而且取得了十分明顯的節(jié)能效果(一般可節(jié)電10~40%,從中國的實際看,因風(fēng)機和泵類負載約占全國用電量的1/3,若采用交流電動機調(diào)速傳動, 可平均節(jié)電20%以上,每年可節(jié)電400億千瓦時),因此電力電子技術(shù)的發(fā)展也越來越受到人們的重視。70年代中期出現(xiàn)的全控型可關(guān)斷晶閘管和功率晶體管,開關(guān)速度快,控制簡單,逆導(dǎo)可關(guān)斷晶閘管更兼容了可關(guān)斷晶閘管和快速整流二極管的功能。它們把電力電子技術(shù)的應(yīng)用推進到了以逆變、斬波為中心內(nèi)容的新領(lǐng)域。這些器件已普遍應(yīng)用于變頻調(diào)速、開關(guān)電源、靜止變頻等電力電子裝置中。自上世紀80年代起,MOSFET、IGBT和功率集成電路已成為主流應(yīng)用類型。浙江20V至100V N+P MOSFET功率器件MOS產(chǎn)品選型價格比較
MOS管封裝是芯片穩(wěn)定工作的關(guān)鍵,提供保護、散熱與電氣連接。中國臺灣焊機功率器件MOS產(chǎn)品選型歡迎選購
功率MOSFET的基本特性
動態(tài)特性MOSFET其測試電路和開關(guān)過程。開通過程;開通延遲時間td(on)—Up前沿時刻到UGS=UT并開始出現(xiàn)iD的時刻間的時間段;上升時間tr—UGS從UT上升到MOSFET進入非飽和區(qū)的柵壓UGSP的時間段;iD穩(wěn)態(tài)值由漏極電源電壓UE和漏極負載電阻決定。UGSP的大小和iD的穩(wěn)態(tài)值有關(guān),UGS達到UGSP后,在up作用下繼續(xù)升高直至達到穩(wěn)態(tài),但iD已不變。開通時間ton—開通延遲時間與上升時間之和。
關(guān)斷延遲時間td(off)—Up下降到零起,Cin通過RS和RG放電,UGS按指數(shù)曲線下降到UGSP時,iD開始減小為零的時間段。下降時間tf—UGS從UGS
P繼續(xù)下降起,iD減小,到UGS
MOSFET的開關(guān)速度MOSFET的開關(guān)速度和Cin充放電有很大關(guān)系,使用者無法降低Cin,但可降低驅(qū)動電路內(nèi)阻Rs減小時間常數(shù),加快開關(guān)速度,MOSFET只靠多子導(dǎo)電,不存在少子儲存效應(yīng),因而關(guān)斷過程非常迅速,開關(guān)時間在10~100ns之間,工作頻率可達100kHz以上,是主要電力電子器件中比較高的。場控器件靜態(tài)時幾乎不需輸入電流。但在開關(guān)過程中需對輸入電容充放電,仍需一定的驅(qū)動功率。開關(guān)頻率越高,所需要的驅(qū)動功率越大。 中國臺灣焊機功率器件MOS產(chǎn)品選型歡迎選購