전력 MOSFET 트랜지스터. 계획, 설명

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MOSFET 영어 구 Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors)의 약어입니다.

이 종류의 트랜지스터는 우선 상당한 출력(수백 와트)을 가진 최소 제어 전력이 다릅니다. 또한 열린 상태에서 매우 낮은 저항 값(수십 암페어의 출력 전류에서 XNUMX/XNUMX 옴)과 결과적으로 열의 형태로 트랜지스터에서 방출되는 최소 전력에 유의해야 합니다. .

이 유형의 트랜지스터 지정은 그림에 나와 있습니다. 7.1. 또한 외부 부품 수를 줄이기 위해 강력한 고주파 스너버 다이오드를 트랜지스터에 내장할 수 있습니다.

파워 MOSFET
쌀. 7.1. MOSFET 트랜지스터 지정(G - 게이트, D - 드레인, S - 소스): a - N 채널 트랜지스터 지정; b - P 채널 트랜지스터 지정

바이폴라 트랜지스터에 비해 MOSFET 트랜지스터의 장점

부인할 수 없는 장점 바이폴라 이전의 MOSFET 트랜지스터는 다음에 기인할 수 있습니다.

최소 제어 전력 및 높은 전류 이득은 제어 회로의 단순성을 보장합니다(논리 레벨에 의해 구동되는 일종의 MOSFET도 있음).
높은 스위칭 속도(동시에 꺼짐 지연이 최소화되고 넓은 영역의 안전한 작동이 제공됨)
출력 전력을 증가시키기 위해 트랜지스터의 간단한 병렬 연결 가능성;
큰 전압 펄스(dv/dt)에 대한 트랜지스터의 저항.

응용 프로그램 및 제조업체

이러한 장치는 고전력 부하 제어 장치, 스위칭 전원 공급 장치에 널리 사용됩니다. 후자의 경우 범위는 최대 드레인-소스 전압(최대 1000V)에 의해 다소 제한됩니다.

N-채널 MOSFET™은 스위칭 전원 회로에 가장 많이 사용됩니다. 제어 전압 또는 MOSFET을 켜기 위해 게이트와 소스 사이에 적용되는 전압은 4V의 UT 임계값을 초과해야 합니다. 실제로 MOSFET을 안정적으로 켜려면 10-12V가 필요합니다. 제어 전압을 낮은 임계값 UT로 낮추면 MOSFET이 꺼집니다.

파워 MOSFET 출시 다양한 제조사:

HEXFET(전국);
VMOS(필립스);
SIPMOS(지멘스사).

MOSFET 내부 구조

무화과에. 7.2 유사성을 보여줍니다 내부 구조 HEXFET, VMOS 및 SIPMOS. 그들은 교대로 P 및 N 레이어가 있는 수직 XNUMX 레이어 구조를 가지고 있습니다. 이 구조는 강력한 N 채널 MOSFET에 의해 발생합니다.

게이트 핀에 인가된 전압이 임계값 레벨보다 높으면 게이트가 소스에 대해 바이어스되어 전류가 흐르도록 소스와 드레인을 연결하는 실리콘 산화막 아래에 반전된 N 채널이 생성됩니다.

MOSFET의 전도는 채널에 주입된 소수 캐리어가 없기 때문에 다수 캐리어에 의해 보장됩니다. 이는 전하 축적으로 이어지지 않아 스위칭 프로세스의 속도를 높입니다. 온 상태에서 전류와 전압의 관계는 저항과 유사하게 거의 선형이며, 이는 개방 상태에서 채널의 저항으로 간주됩니다.

파워 MOSFET
쌀. 7.2. 트랜지스터의 내부 구조: a - HEXFET 구조의 트랜지스터; b - VMOS 구조의 트랜지스터; c - SIPMOS 구조 트랜지스터

MOSFET 등가 회로는 그림 7.3에 나와 있습니다. XNUMX. 게이트와 소스, 게이트와 드레인 사이의 두 커패시턴스는 드라이버가 높은 턴온 전류를 지원할 수 없는 경우 스위칭 지연을 초래합니다. 트랜지스터의 또 다른 정전 용량은 드레인과 소스 사이에 있지만 트랜지스터의 내부 구조로 인해 드레인과 소스 사이에 형성된 기생 다이오드에 의해 션트됩니다. 아쉽게도 기생 다이오드는 빠르지 않아 고려해서는 안 되며 스위칭 속도를 높이기 위해 션트 다이오드를 추가로 도입한다.

파워 MOSFET
쌀. 7.3. MOSFET 등가 회로: a - 등가 회로의 첫 번째 버전 b - 트랜지스터를 다이오드로 교체한 등가 회로의 두 번째 버전. c - 첫 번째 옵션에 해당하는 내부 구조

MOSFET 매개변수

MOSFET 트랜지스터를 특성화하는 주요 매개변수를 고려하십시오.

최대 드레인-소스 전압, 또는_DS - 최대 순간 작동 전압.

연속 드레인 전류, I_D MOSFET이 접합 온도로 인해 전달할 수 있는 최대 전류입니다.

최대 서지 전류 드레인, I_DM - 나보다_D 주어진 기간 및 듀티 사이클의 임펄스에 대해 정의됩니다.

최대 게이트-소스 전압 수명, 또는_GS 게이트 절연을 손상시키지 않고 게이트와 소스 사이에 인가할 수 있는 최대 전압입니다.

또한, 일어나다:

게이트 임계 전압, U_T {U_TH, 또는_GS};
U_T 트랜지스터가 켜지는 최소 게이트 전압입니다.

저자: Koryakin-Chernyak S.L.

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15nm TLC 메모리(셀당 3비트) 덕분에 Toshiba Q300 드라이브는 기존 하드 드라이브를 빠르고 에너지 효율적이며 충격에 강한 SSD로 교체하려는 사람들에게 이상적입니다. 300nm MLC 기술(셀당 15비트)이 적용된 플래그십 Q2 Pro 모델은 디자이너, 게이머 및 전문 사용자를 위한 고성능 워크스테이션용으로 특별히 설계되었습니다.

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