電源功率MOSFET的基本特性

(1)靜態(tài)特性

其轉(zhuǎn)移特性和輸出特性如圖22所示

圖22電源適配器功率MOSFET的移特性和輸出特性

電源適配器漏極電流Id和柵源河電壓Ugs的關(guān)系稱為MOSFET的轉(zhuǎn)移特性。ld較大時(shí),ld與Ugs的關(guān)系近似線性,曲線的斜率定義為跨導(dǎo)Gfs。

MOSFET的漏極伏安特性(輸出特性)與GTR的對應(yīng)關(guān)系為:截止區(qū)對應(yīng)于GTR的截止區(qū)飽和區(qū)對應(yīng)于GTR的放大區(qū):非飽和區(qū)對應(yīng)于GTR的飽和區(qū), MOSFET工作在開關(guān)狀態(tài),即在截止區(qū)和非飽和區(qū)之間來回轉(zhuǎn)換, MOSFET漏?源極之間有寄生二極管,漏?源極加反向電壓時(shí)器件導(dǎo)通?功率MOSFET的通態(tài)電阻具有正溫度系數(shù),對器件并聯(lián)時(shí)的均流有利?

  (2)動態(tài)特性

  其測試電路和開關(guān)過程波形如圖2-3所示?開通延遲時(shí)間td(on)指Up前沿時(shí)刻到Ua等于U:并開始出現(xiàn)Ia的時(shí)刻間的時(shí)間段。

圖23功率MOSFET的開關(guān)過程

  上升時(shí)間tr指Ugs從Ut上升到MOSFET進(jìn)人非飽和區(qū)的柵壓Ugsp的時(shí)間段。

  Id穩(wěn)態(tài)值由漏極電源適配器電壓Ue和漏極負(fù)載電阻決定?Ugsp的大小和Id的穩(wěn)態(tài)值有關(guān),Ugs達(dá)到Ugsp后,在Up作用下繼續(xù)升高直至達(dá)到穩(wěn)態(tài),但I(xiàn)d已不變。

  開通時(shí)間Ton指開通延遲時(shí)間與上升時(shí)間之和。

  關(guān)斷延遲時(shí)間td(off)指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(shí),ld開始減小為零的時(shí)間段。

  下降時(shí)間tf指Ugs從Ugsp繼續(xù)下降起,ld減小,到Ugs<Ut時(shí)溝道消失,ld下降到零為止的時(shí)間段。

關(guān)斷時(shí)間toff指關(guān)斷延遲時(shí)間和下降時(shí)間之和。

  (3) 6V電源適配器MOSFET的開關(guān)速度

  MOSFET的開關(guān)速度和C充放電有很大關(guān)系?使用者無法降低C=,但可降低驅(qū)動電路內(nèi)阻R,減小時(shí)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,它的開關(guān)時(shí)間在10~100ns之間,工作頻率可達(dá)100kHz以上,是主要電力電子器件中最高的。

  場控器件靜態(tài)時(shí)幾乎不需輸人電流,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。