功率场效应晶体管(功率MOSFET) 是一种单极型电压全控器件，具有输人阻抗高、工作速度快(开关频率可达500kHz 以上)、驱动功率小、电路简单、热稳定性好、无二次击穿问题、安全工作区宽等优点，在各类开关电路中应用极为广泛。

　　1，结构与工作原理功率MOSFET种类和结构繁多，按导电沟道分可分为P沟道和N沟道。当极电压为尽时漏源极间存在导电沟道的称为耗尽理;对于N(P)沟道器件，栅极电压大于(小子天时才存在导电沟道的称为增强型。在功率 MOSFET 中，应用较多的是N 沟道增强。率MOSFET 导电机理与小功率MOS 管相同，但在结构上有较多区别。小功率MOS管是一扩散形成的器件，其导电沟道平行于芯片表面，是横向导电器件。而功率MOSFET大都元用垂直导电结构，这种结构能大大提高器件的耐压和通流能力。

　　图3-8a所示为常用的功率MOSFET的外形，如图3-8b所示给出了N沟道增强形功么MOSFET的结构、如图3-8e所示为功率 MOSFET 的电气图形符号，其引出的三个电极分别为栅极G、漏极D和源极S。当栅极、源极间电压为零，漏极、源极间加正电源，P区与区之间形成的PN结反偏时，漏极、源极之间无电流流过，如图3-9a所示。

　　在栅极、源极加正电压U时，由于栅极是绝缘的，所以不会有栅极电流流过，但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开，而将P区中的电子吸引到栅极下面的P区表面，如图3-9h所元U大于U(开启电压，也称闽值电压，典型值为2~4V) 时，栅极下P区表面的电子衣将超过空穴浓度，使P型半导体反型成N 型而成为反型层，该反型层形成N沟道而使P消失，漏极和源极导电，如图3-9c 所示。

　　栅极电压 Ues越高，反型层越厚，导电沟道越宽漏极电流越大。漏极电流1，不仅受到栅源电压 Us的控制，而且与漏极电压U也密切相关。以栅源电压U为参变量反映漏极电流与漏极电压 Us间关系的曲线称为功率MOSFET的输出特性;漏极电流和栅源电压 Ucs的关系反映了输人控制电压与输出电流的关系，称为MOSFET的转移特性，如图 3-10a 所示。

　　功率 MOSFET输出特性如图3-10b 所示，由图示可以看到输出特性分为三个工作区:截止区、饱和区和非饱和区。

　　2)饱和区 (或称为有源区)，Ues Ur，在该区中当 Us不变时，I几乎不随 Us的增加而加大，近似为一个常数，故称为饱和区。当用于开关工作时，功率MOSFET 在此区内运行。

　　3)非饱和区 (或称为可调电阻区)，此时漏源电压 Uos与漏极电流之比近似为常数而几乎与 Ues无关。当功率 MOSFET 用于线性放大时，应工作在此区

　　如图 3-11a 所示是用来测试功率 MOSFET 开关特性的电路R。为信号源内阻，R为栅极电阻，R，为漏极负载电阻，R，用于检测漏极电流。如图 3-11b 所示为功率MOSFET 开关特性曲线图中u。为矩形波信号源，ucs是栅极电压波形，i，是漏极电流波形，ta()是开通延迟时间，t,是上升时间，ta(o)是关断延迟时间t，是下降时间。

　　功率MOSFET 开通时间t。为开通延迟时间 ta(与上升时间t, 之和，即

　　(1)漏源击穿电压 Uoss Uoss通常为结温在 25~150C时，漏源极的击穿电压，该参数限制了功率MOSFET的最高工作电压，常用的功率MOSFET的Upss通常在1000V 以下，尤其是Uoss在500V及以下器件的各项性能最佳。需要注意的是常用的功率 MOSFET 的漏源击穿电压具有正温度系数，因此在温度低于测试条件时，Upss会低于产品手册数据。

　　(2)漏极连续电流额定值1和漏极脉冲电流峰值IDm 和M是标称功率 MOSFET的电流定额参数，一般情况下，Ipm是，的2~4倍。工作温度对器件的漏极电流影响很大，产品的生产厂商通常也会给出不同壳温下，允许的漏极连续电流变化范围，在实际器件参数计算时，必须考虑其损耗及散热情况得出壳温，由此核算器件的电流定额，通常在壳温为

　　80~90C时，器件可用的连续工作电流只有额定值I的60% ~70% (T=25C)。(3)漏源通态电阻 Res() 在栅源间施加一定电压 (10~15V) 时，漏源间的导通电阻称为漏源通态电阻。漏源通态电阻 Ros(n) 直接影响器件的通态压降及损耗，通常额定电压低、电流大的器件 Rps(较小，此外，RDs()还与驱动电压及结温有关。增大驱动电压可以减小Res)。Ros;具有正的温度系数，随着结温的升高而增加，这一特性使功率 MOSFET并联运行较为容易。

　　(4)漏源电压 Ucss 由于栅源之间的 SiO,绝缘层很薄，当1 UesI 20V 时将导致绝缘层击穿。因此在焊接、驱动等方面必须注意。

　　(5)跨导G。在规定的工作点下，功率 MOSFET 转移特性曲线的斜率称为该器件的跨导，即

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