MOS管的耐壓對性能參數(shù)及柵極電荷的影響分析-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2020-07-06
mos管是金屬(metal)、氧化物(oxide)、半導(dǎo)體(semiconductor)場效應(yīng)晶體管,或者稱是金屬—絕緣體(insulator)、半導(dǎo)體。MOS管的source和drain是可以對調(diào)的,他們都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。在多數(shù)情況下,這個兩個區(qū)是一樣的,即使兩端對調(diào)也不會影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱的。
功率比較小的單管變換器的主開關(guān)通常采用MOS管,其優(yōu)點是電壓型控制,驅(qū)動功率低,低電壓器件中MOS的導(dǎo)通壓降和開關(guān)速度是最佳的。
MOS管的耐壓對導(dǎo)通電阻的影響:MOS的耐壓水平由芯片的電阻率和厚度決定,而MOS管是多數(shù)載流子導(dǎo)電器件,芯片電阻率直接影響器件的導(dǎo)通電阻。通常MOS管的導(dǎo)通電阻隨耐壓的2.4~2.6次方增加。如1000V耐壓是30V耐壓的33.3倍,而同樣大的芯片的導(dǎo)通電阻將變成33.3^(2.4~2.6),大約為6400倍!如果還想保持導(dǎo)通電阻的基本不變就需要更大的管芯面積,這樣不僅增加了封裝尺寸,而且價格也將明顯上升。
開關(guān)變換器中MOS管的開關(guān)速度實際上是受驅(qū)動電路的驅(qū)動能力影響,很少會因驅(qū)動電路的驅(qū)動能力過剩而MOS管的速度或自身特性限制了開關(guān)速度。MOS管的電荷量是影響開關(guān)速度的最主要因素。例如100nC的柵極電荷用100mA的電流將其充滿或放盡,需要的時間為1us,而30nC的電荷則僅需要300ns的時間。
或者是在相同的驅(qū)動時間,則驅(qū)動電流可以下降為30mA。實際上決定MOS管的開關(guān)速度的因素是柵-漏電荷(Qgd),也就是MOS管從導(dǎo)通轉(zhuǎn)換到關(guān)斷或從關(guān)斷轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通過程中越過“放大區(qū)”所需要的電荷“米勒電荷”。
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