功率MOSFET動態(tài)性能的改進(jìn)

       在器件應(yīng)用時除了要考慮器件的電壓?電流,頻率外,還必須掌握在應(yīng)用中如何保護(hù)器件不使器件在瞬態(tài)變化中受損害?品閘管是兩個雙極型晶體管的組合,又加上因大面積帶來的大電容,所以,其dv/dt能力是較為脆弱的,對di/dn來說,它還存在一個導(dǎo)通區(qū)的擴(kuò)展問題所以也帶來相當(dāng)嚴(yán)格的限制。

       功率MOSFET的情況有很大的不同?它的dv/dt及di/dt的能力常以每納秒(而不是每微秒)的能力來估量,盡管如此,它也存在動態(tài)性能的限制?對于這些,我們可以從功率MOSFET的基本結(jié)構(gòu)來予以理解?

        圖2-4是電源適配器功率MOSFET的等效電路?除了考慮器件的每一部分存在電容以外,還必須考慮M(SFET還并聯(lián)著一個二極管,同時,從某個角度看,它還存在一個寄生晶體管(就像1GBT也寄生著一個晶閘管一樣)?這幾個方面是研究MOSFET動態(tài)特性很重要的因素。

       首先, MOSFET結(jié)構(gòu)中所附帶的本征二極管具有一定的雪崩能力?通常用單次雪崩能力和重復(fù)雪崩能度非常快的脈沖尖剩,它有可能進(jìn)入雪崩區(qū),一旦超越?s產(chǎn)力來表達(dá)?當(dāng)反向di/dr很大時,二極管會承受一個速其雪崩能力就有可能將器件損壞?對于任一種PN結(jié)二極管來說,仔細(xì)研究其動態(tài)特性是相當(dāng)復(fù)雜的?它們和我們一般理解PN結(jié)正向時導(dǎo)通面反向時阻斷的簡單概念很不相同?當(dāng)電流迅速下降時,二極管有一階段失去反向阻斷能力,即所謂反向恢復(fù)時間?PN結(jié)要求迅速導(dǎo)通時,也會有一段時間并不顯示很低的電阻?在功率Mo)sFET中,一且二極管有正向注入,所注入的少數(shù)載流子也會增加是作為多子器件的MOSFET的復(fù)雜性。

       應(yīng)在電源適配器功率MOSFET的設(shè)計(jì)過程中采取措施,使其中的寄生品體管盡量不起作用?在不同代的功率MOSFET中所采取的措施有所不同,但總的原則是使漏極下的橫向電阻R?的值盡量小?因?yàn)?只有在漏極N區(qū)下的橫向電阻流過足夠電流,為這個N區(qū)建立正偏的條件下寄生的雙極性晶閘管才開始發(fā)難,然而,在嚴(yán)峻的動態(tài)條件下,因dv/d通過相應(yīng)電容引起的橫向電流有可能足夠大,此時,這個寄生的雙極性晶體管就會啟動,有可能給MOSFET帶來損壞,所以,考慮瞬態(tài)性能時,對功率M(SFET器件內(nèi)部的各個電容(它是du/dr的通道)都必須予以注意。

       瞬態(tài)情況是和線路情況密切相關(guān)的,這方面在應(yīng)用中應(yīng)給予足夠重視?對器件要有深入了解,才能有利于理解和分析相應(yīng)的問題?