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中級通信設備環(huán)境知識點精講之高頻開關元器件

動力與環(huán)境責任編輯：小狐貍 2016-08-12

摘要：下面是由希賽小編整理的中級通信設備環(huán)境知識點精講之高頻開關元器件，希望能幫助學友們。具體內容如下

下面是由希賽小編整理的中級通信設備環(huán)境知識點精講之高頻開關元器件，希望能幫助學友們。具體內容如下：

高頻開關元器件

在頻開關型整流器中，功率變換電路是其主要組成部分。高頻開關整流器的工作頻率實際上就是功率變換電路的工作頻率，而它取決于開關管的工作頻率。所以功率變換電路中高頻開關管性能在整流器中起葙至關重要的作用。目前高頻開關整流器采用的高頻功率開關器件通常有功率MOSFET、IGBT管以及兩者混合管、功率集成器件等等?下面介紹常見的功率MOSFET與IGBT兩種開關管。

1.功率場控晶體管(功率MOSFET)

金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor.MOSFET)即以金屬層(M)的柵極隔著氧化層(O)利用電場的效應來控制半導體(S)的場效應晶體管。

MOSFET按導電溝道可分為P溝道和N溝道，按柵極電壓幅值可分為耗盡型和增強型。功率MOSFET是一種單極艱電壓控制器件，具有驅動功申。速度高、無二次擊穿和安全區(qū)寬等優(yōu)點。功率MOSFET大都采用垂直導電結構(VerticalMOSFET,VMOSFET)，按垂直導電結構的差異，又分為利用V型槽實現(xiàn)垂直導電的VVMOSFET和具有垂直導電雙擴散MOS結構的(Vertical Double-diffiased MOSFET)功率MOSFET符號如圖3-9所示，其中G表示柵極，D表示漏極，S表示源極。

功率MOSFET的特性如下

(1)關于電流與電壓。功率MOSFET電流以最人漏極電流為指標(IDmax)，它表示功率MOSFET工作在飽和狀態(tài)的漏極電流量或某VGS輸出特性曲線平坦區(qū)域的電流值，決定IDmax的主要因素為單位管芯面積的溝道寬度，溝道寬度大則IDmax值大。功率MOSFET電壓以漏極擊穿電壓(BVto)為指標，它表示漏區(qū)溝道體區(qū)PN結所允許的較高反偏電壓，影響B(tài)Vds的因素是漏極PN結的雪崩擊穿機構和表面電場效應。

(2)關于工作頻率。功率開關器件最理想的控制電壓波形是前后沿陡直的矩形波，而實際上在開通時，從截止狀態(tài)到線性工作區(qū)再過渡到飽和K需要一段時間，反之亦站然所需延時愈小，開關時間愈短，開關速度愈快。由于功率MOSFET為少子導電器件，在開關過程中栽流子的存儲時間不需要考慮，因而開關時間很短，故功率MOSFET的工作頻申通常為30-100kHz由于功率MOSFET開關速度受輸入電容及輸入內阻影響較大，從而限制工作頻率的提高。

功率MOSFET的特點如下

(1)驅動功率小，驅動電路簡單，功率增益髙，開關速度快，不需要加反向偏S.

(2)多個管子可并聯(lián)工作，導通電阻具有正溫度系數(shù)，具有自動均流能力。例如，并聯(lián)組合管中某管芯電流增加時，其溫度上升使其電阻增大，從而限制了電流的增長。

(3)開關速度受溫度影響非常小，在高溫運行時，不存在溫度失控現(xiàn)象。其允許工作溫度可達200℃

(4)功率MOSFET無二次擊穿問題。普通功率品體管在高壓大電流條件下進行切換時，易發(fā)生二次擊穿。二次擊穿指器件在一次擊穿后電流進一步增加，并高速向低阻區(qū)移動。

2.絕緣門極晶體管(IGBT或IGT)

絕緣柵門極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)是由功率晶體管和絕緣柵型場效應管組成的復合全控型電壓驅動式電力電子器件N溝道的IGBT管符號如圖3-10所示。