電力場效應管的結(jié)構(gòu)和工作原理

功率場效應管(Power MOSFET)也叫電力場效應晶體管，是一種單極型的電壓控制器件，不但有自關(guān)斷能力,而且有驅(qū)動功率小,開關(guān)速度高、無二次擊穿、安全工作區(qū)寬等特點。由于其易于驅(qū)動和開關(guān)頻率可高達500kHz，特別適于高頻化電力電子裝置，如應用于DC/DC變換、開關(guān)電源、便攜式電子設備、航空航天以及汽車等電子電器設備中。但因為其電流、熱容量小，耐壓低，一般只適用于小功率電力電子裝置。

電力場效應管的結(jié)構(gòu)和工作原理

電力場效應晶體管種類和結(jié)構(gòu)有許多種，按導電溝道可分為P溝道和N溝道，同時又有耗盡型和增強型之分。在電力電子裝置中，主要應用N溝道增強型。

電力場效應晶體管導電機理與小功率絕緣柵MOS管相同，但結(jié)構(gòu)有很大區(qū)別。小功率絕緣柵MOS管是擴散形成的器件，導電溝道平行于芯片表面，橫向?qū)щ?。電力場效應晶體管大多采用垂直導電結(jié)構(gòu)，提高了器件的耐電壓和耐電流的能力。按垂直導電結(jié)構(gòu)的不同，又可分為2種：V形槽VVMOSFET和雙擴散VDMOSFET。

電力場效應晶體管采用多單元集成結(jié)構(gòu)，一個器件由成千上萬個小的MOSFET組成。N溝道增強型雙擴散電力場效應晶體管一個單元的部面圖，如圖1(a)所示。電氣符號，如圖1(b)所示。

電力場效應晶體管有3個端子：漏極D、源極S和柵極G。當漏極接電源正，源極接電源負時，柵極和源極之間電壓為0，溝道不導電，管子處于截止。如果在柵極和源極之間加一正向電壓UGS，并且使UGS大于或等于管子的開啟電壓UT，則管子開通，在漏、源極間流過電流ID。UGS超過UT越大，導電能力越強，漏極電流越大。