Pêşniyara MOSFET

MOSFET-a hêzê di heman demê de li celebê girêdanê û celebê deriyê îzolekirî jî tê dabeş kirin, lê bi gelemperî ji celebê dergehê îzolekirî MOSFET (FET Nîvconductor Oksîda Metal), ku wekî MOSFET-a hêzê (MOSFET Power) tê binav kirin, vedibêje. Transîstora bandora qada hêzê ya celebê girêdanê bi gelemperî jê re transîstora induksiyonê ya elektrostatîk (Tranzîstora Induction Static - SIT) tê gotin. Ew ji hêla voltaja dergehê ve tête taybetmendî kirin da ku herika dravê kontrol bike, çerxa ajotinê hêsan e, hêza ajotinê hindik hewce dike, leza guheztina bilez, frekansa xebatê ya bilind, aramiya termal ji ya çêtir çêtir e.GTR, lê kapasîteya wê ya heyî piçûk e, voltaja nizm e, bi gelemperî tenê ji bo hêza ku ji 10 kW-ya amûrên elektronîkî yên hêzê ne zêdetir derbas dibe.

1. Struktura MOSFET û prensîba xebitandinê ya hêzê

Cûreyên MOSFET-a hêzê: Li gorî kanala rêvebir dikare di kanala P û kanala N de were dabeş kirin. Li gorî dergehê voltaja voltaja dikare bibe nav; type depletion; dema ku voltaja dergehê sifir be dema ku pola av-çavkaniyê ya di navbera hebûna kanalek veguheztinê de zêde dibe; ji bo cîhaza kanala N (P), voltaja dergehê ji (kêmtir) sifirê berî hebûna kanalek guhezbar mezintir e, hêza MOSFET-ê bi gelemperî kanala N-yê zêde dibe.

1.1 HêzMOSFETawayî　　

Hêza MOSFET avahiya navxweyî û sembolên elektrîkê; gihandina wê tenê yek hilgirê polarîtê (polîs) ku tev li gerîdeyê ye, transîstorek yekpolar e. Mekanîzmaya rêvekirinê wekî MOSFET-a-hêza kêm e, lê avahî xwedan cûdahiyek mezin e, MOSFET-a kêm-hêza amûrek gerîdeya horizontî ye, hêza MOSFET-ê piraniya strukturên veguhêz ên vertîkal e, ku wekî VMOSFET (MOSFET vertîkal) jî tê zanîn. , ku voltaja cîhaza MOSFET-ê û kapasîteya berxwedanê ya niha pir çêtir dike.

Li gorî cûdahiyên di avahiya veguhêzbar a vertîkal de, lê di heman demê de ji bo bidestxistina guheztina vertîkal a VVMOSFET-ê di karanîna xêzika V-yê de jî tê dabeş kirin û xwedan avahiyek MOSFET-ê ya du-belavkirî ya vertîkal a VDMOSFET (Dabelavkirî ya Vertîkal eMOSFET), ev kaxez bi taybetî wekî mînakek cîhazên VDMOS tê nîqaş kirin.

MOSFET-ên hêzdar ên ji bo strukturên pirjimar ên yekbûyî, wekî Rectifier Navneteweyî (Rastîfkera Navneteweyî) HEXFET ku yekîneyek hexagonal bikar tîne; Siemens (Siemens) SIPMOSFET yekîneya çargoşe bikar tîne; Motorola (Motorola) TMOS yekîneyek çargoşeyî ji hêla vesazkirina şeklê "Pin" ve bikar tîne.

1.2 Prensîba xebatê ya MOSFET Power

Qutkirin: Di navbera stûnên jêderka avdanê de plus dabînkirina elektrîkê ya erênî, polên derî-çavkaniya di navbera voltaja de sifir e. P herêma bingehîn û herêma driftê ya N di navbera hevbenda PN J1 de berovajîkirina berevajîyê pêk tê, di navbera stûnên jêder-çavkaniyê de herikîn tune.

Rêvebirî: Bi voltaja UGS ya erênî ya ku di navbera termînalên dergeh-çavkaniyê de tê sepandin, derî îzolekirî ye, ji ber vê yekê tîrêja dergehê diherike. Lêbelê, voltaja erênî ya dergehê dê kunên li herêma P-ya li binê xwe dûr bixe, û oligon-elektronên li herêma P-yê bikişîne ser rûyê herêma P-ya li jêr derî gava ku UGS ji ya mezintir be. UT (voltaja vekêşanê an voltaja tîrêjê), giraniya elektronan li ser rûbera herêma P-ya di binê derî de dê ji giraniya kulan bêtir be, da ku nîvconduktora tîpa P-yê di nav tîpek N-yê de vegere û bibe qatek berevajî, û tebeqeya berevajî kanalek N-yê çêdike û hevbenda PN-ê J1 winda dike, dirijîne û çavkaniyê bi rê ve dibe.

1.3 Taybetmendiyên Bingehîn ên MOSFETên Hêzê

1.3.1 Taybetmendiyên Statîk.

Têkiliya di navbera ID-ya niha û voltaja UGS-ê ya di navbera çavkaniya dergehê de jê re taybetmendiya veguheztinê ya MOSFET-ê tê gotin, ID mezintir e, têkiliya di navbera ID û UGS de bi qasî xêz e, û şibaka xêzikê wekî veguheztina Gfs tê pênase kirin. .

Taybetmendiyên volt-ampera rijandinê (taybetmendiyên derketinê) yên MOSFET: herêma qutkirinê (bi herêma qutkirinê ya GTR re têkildar e); herêma têrbûnê (bi herêma zêdekirina GTR re têkildar e); herêma ne têrbûnê (bi herêma têrbûnê ya GTR re têkildar e). Hêza MOSFET di rewşa guheztinê de kar dike, ango ew di navbera devera qutkirî û devera ne têrbûyî de paş û paş ve diguhere. Hêza MOSFET-ê di navbera termînalên jêderka avjeniyê de dîodek parazît heye, û dema ku voltaja berevajî di navbera termînalên jêderka jêderkê de tê sepandin, amûr çêdibe. Berxwedana ser-dewletê ya hêza MOSFET-ê xwedan rêjeyek germahiya pozîtîf e, ku ji bo wekhevkirina niha dema ku amûr bi paralel têne girêdan xweş e.

1.3.2 Taybetmendiya Dînamîk;

çerxa wê ya ceribandinê û pêlên pêvajoya guheztinê.

Pêvajoya veguherînê; Demjimêra derengiya vegirtinê td(on) - dema dema di navbera dema pêş de û dema ku uGS = UT û iD dest pê dike; dema rabûnê tr- dema ku uGS ji uT radibe ber voltaja dergehê UGSP ku tê de MOSFET dikeve herêma ne têrbûyî; nirxa rewşa domdar a iD-ê ji hêla voltaja dabînkirina dravê, UE, û rijandinê ve tê destnîşankirin Mezinahiya UGSP bi nirxa rewşa domdar a iD-ê re têkildar e. Piştî ku UGS digihîje UGSP, ew di bin çalakiya jor de berdewam dike heya ku digihîje rewşa domdar, lê iD nayê guhertin. Dema vekêşanê ton-Berhevbûna dema derengxistina velivîn û dema rabûnê.

Dema derengmayînê td(off) -Dema dema ku iD dest pê dike dakeve sifirê ji dema ku dikeve sifirê, Cin di nav Rs û RG de tê derxistin, û uGS li gorî kelekek berbiçav dikeve UGSP.

Dema daketinê tf- Dem dema ku uGS ji UGSP dadikeve û iD kêm dibe heya ku kanal li uGS < UT winda dibe û ID dikeve sifirê. Dema vemirandinê toff- Berhevoka dema derengmayînê û dema payîzê.

1.3.3 Leza veguhertina MOSFET.

Leza veguheztina MOSFET û barkirin û dakêşana Cin têkiliyek mezin heye, bikarhêner nikare Cin kêm bike, lê dikare berxwedana hundurê çerxa ajotinê Rs kêm bike da ku demjimêra domdar kêm bike, ji bo bilezkirina leza veguheztinê, MOSFET tenê xwe bispêre rêgirtina polytronic, bandorek hilanînê ya oligotronic tune, û bi vî rengî pêvajoya sekinandinê pir bilez e, dema veguheztina 10-100ns, frekansa xebitandinê dikare heya 100kHz an jî zêdetir, di nav amûrên elektronîkî yên hêza sereke de herî bilind e.

Amûrên ku li zeviyê têne kontrol kirin hema hema ti dema têketinê di bêhnvedanê de hewce nake. Lêbelê, di dema pêvajoya guheztinê de, pêdivî ye ku kapasîtorê têketinê were barkirin û dakêşandin, ku hîn jî hêjmarek hêza ajotinê hewce dike. Frekansa veguheztinê her ku bilindtir be, hêza ajotinê jî ew qas mezintir e.

1.4 Pêşveçûna performansa dînamîk

Ji bilî serîlêdana cîhazê ku hûn voltaja amûrê, niha, frekansa xwe bihesibînin, lê di heman demê de divê di serîlêdana çawaniya parastina cîhazê de jî serdest bin, ne ku amûrê di guherînên demkî yên zirarê de çêkin. Bê guman tirîstor ji du transîstorên bipolar têkel e, bi kapasîteya mezin re ji ber qada mezin ve girêdayî ye, ji ber vê yekê kapasîteya wê ya dv/dt zehftir e. Ji bo di/dt di heman demê de pirsgirêkek wê ya herêma guheztinê ya berfireh heye, ji ber vê yekê ew jî sînorkirinên pir giran ferz dike.

Rewşa hêza MOSFET-ê pir cûda ye. Kapasîteya wê ya dv / dt û di / dt bi gelemperî li gorî kapasîteya per nanosecondê (li şûna mîkro-çirkeyê) tê texmîn kirin. Lê tevî vê yekê, ew xwedan sînorên performansa dînamîkî ye. Vana dikarin di çarçoveya avahiya bingehîn a MOSFET-a hêzê de werin fêm kirin.

Struktura MOSFET a hêzê û pêveka wê ya hevwate. Ji bilî kapasîteya hema hema li her parçeyek cîhazê, divê were hesibandin ku MOSFET xwedan diodek bi paralel ve girêdayî ye. Ji hêlekê ve, transîstorek parazît jî heye. (Tenê wekî IGBT jî tirîstorek parazît heye). Di lêkolîna tevgera dînamîkî ya MOSFET de ev faktorên girîng in.

Berî her tiştî, dioda xwerû ya ku bi avahiya MOSFET-ê ve girêdayî ye, xwedan kapasîteya avalancheyê ye. Ev bi gelemperî di warê kapasîteya avalanche ya yekane û kapasîteya avalanche ya dubarekirî de tête diyar kirin. Dema ku berevajî di/dt mezin be, diod dikeve ber pêleka nebza pir bilez, ku potansiyela wê heye ku têkeve herêma avîyê û gava ku kapasîteya wê ya berfê derbas bibe potansiyel zirarê bide cîhazê. Mîna her dioda girêdana PN-ê, vekolandina taybetmendiyên wê yên dînamîkî pir tevlihev e. Ew ji konsepta sade ya pêvekek PN-ê ku di rêça pêş de dimeşe û di rêça berevajî de asteng dike pir cûda ne. Dema ku niha bi lez dadikeve, diod ji bo demek ku wekî dema vegerandina berevajî tê zanîn kapasîteya xweya astengkirina berevajî winda dike. di heman demê de heyamek heye ku pêveka PN hewce ye ku bi lez bimeşe û berxwedanek pir kêm nîşan nade. Dema ku di MOSFETek hêzê de derziya pêş diodê hebe, hilgirên hindikahî yên ku têne derzî kirin jî tevliheviya MOSFET-ê wekî amûrek pirtronîkî zêde dikin.

Şert û mercên derbasbûyî ji nêz ve bi şert û mercên rêzê ve girêdayî ne, û divê di serîlêdanê de bi têra xwe bala xwe bidin vî alî. Ji bo hêsankirina têgihiştin û analîzkirina pirsgirêkên têkildar girîng e ku meriv xwedan zanînek kûr a cîhazê be.