功率MOSFET動態性能的改進

       在器件應用時除了要考慮器件的電壓?電流,頻率外,還必須掌握在應用中如何保護器件不使器件在瞬態變化中受損害?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,它還存在一個導通區的擴展問題所以也帶來相當嚴格的限制。

       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,它也存在動態性能的限制?對于這些,我們可以從功率MOSFET的基本結構來予以理解?

        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動態特性很重要的因素。

       首先, MOSFET結構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雪崩能度非常快的脈沖尖剩,它有可能進入雪崩區,一旦超越?s產力來表達?當反向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結二極管來說,仔細研究其動態特性是相當復雜的?它們和我們一般理解PN結正向時導通面反向時阻斷的簡單概念很不相同?當電流迅速下降時,二極管有一階段失去反向阻斷能力,即所謂反向恢復時間?PN結要求迅速導通時,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,所注入的少數載流子也會增加是作為多子器件的MOSFET的復雜性。

       應在電源適配器功率MOSFET的設計過程中采取措施,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?因為,只有在漏極N區下的橫向電阻流過足夠電流,為這個N區建立正偏的條件下寄生的雙極性晶閘管才開始發難,然而,在嚴峻的動態條件下,因dv/d通過相應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,考慮瞬態性能時,對功率M(SFET器件內部的各個電容(它是du/dr的通道)都必須予以注意。

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