电力场效应管(MOSFET)的基本特性可以分为静态特性和动态特性。静态特性主要涉及漏极电流ID和栅源间电压UGS的关系,即MOSFET的转移特性。在静态特性中,当ID较大时,ID与UGS的关系近似线性,曲线的斜率定义为跨导Gfs。此外,MOSFET的漏极伏安特性(输出特性)可以分为三个区域:截止区、饱和区和非饱和区,分别对应于GTR的截止区、放大区和饱和区。MOSFET工作在开关状态,即在截止区和非饱和区之间来回转换。在漏源极之间存在寄生二极管,当漏源极间加反向电压时,该二极管导通。通态电阻具有正温度系数,有利于器件并联时的均流。
动态特性主要涉及MOSFET的开通和关断过程。在开通过程中,存在开通延迟时间td(on)、上升时间tr和开通时间ton(开通延迟时间与上升时间之和)。在关断过程中,存在关断延迟时间td(off)、下降时间tf和关断时间toff(关断延迟时间和下降时间之和)。MOSFET的开关速度与其内部的电容Cin充放电过程有很大关系,降低驱动电路内阻Rs可以减小时间常数,从而加快开关速度。MOSFET不存在少子储存效应,因此关断过程非常迅速。开关时间通常在10~100ns之间,工作频率可达100kHz以上,是主要电力电子器件中最高的。在静态时,MOSFET几乎不需输入电流,但在开关过程中仍需对输入电容充放电,因此仍需一定的驱动功率。随着开关频率的提高,所需的驱动功率也会增大。
电力场效应管又名电力场效应晶体管分为结型和绝缘栅型,通常主要指绝缘栅型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET),简称电力MOSFET(Power MOSFET),结型电力场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(Static Induction Transistor——SIT)。
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