MOS场效应管技术

双极晶体管与场效应晶体管工作原理相同。

都是电荷控制元件

即它们的输出电流和控制极半导体内的电荷量成比例。

当它们被用作开关时，两者必须和低阻抗源极的拉电流和灌电流分开，用以为控制极电荷提供快速的注入和释放。

MOS场效应管在不断的开与关，速度可和双极晶体管相比拟时，它被驱动的将十分的‘激烈’。

 

理论

双极晶体管和MOS场效应管的开关速度是相同的，取决与载流子穿过半导体所需的时间。

在功率器件的典型值：20 ~ 200皮秒，但这个时间和器件的尺寸大小有关。

与双极结型晶体管相比，MOS场效应管优势：

 

1.在高频率开关应用中MOS场效应管使用比较方便。

MOS场效应管易被驱动，因它的控制极和电流传导区是隔离开的，不需持续电流控制，MOS场效应管导通后，驱动电流几乎为0。

 

2.在MOSFET中，控制电荷积累和存留时间大大减小。

解决：设计中导通电压降和关断时间间的矛盾。

 

MOS场效应管漏源端的电压降和流经半导体的电流成线性关系，以RDS(on)表现，即导通阻抗。

一定的栅源电压和温度，其导通阻抗是恒定的。

和p-n结-2.2mV/℃的温度系数相反

MOS场效应管有一个正的温度系数，约为0.7% /℃ 到1%/℃，让它在大功率电源应用的并联工作上的理想选择，并联管子均分电流自动实现。

因它的温度系数作为一个缓慢的负反馈系统。

 

电流较大，设备温度升高，源漏极间的电压不变，源漏极间电阻变大，电流减小，因此管子的温度下降，最后，会达到一个动态平衡，并联的管子都通过相同的电流。

在电流分配中，源漏极导通电阻的初始值，与有不同温度特性的结电阻在均分电流时，将会引起较大的误差，最高可达30%。

 

MOS场效应管类型

所有MOSFET制造厂商都有制造最佳管子的独特制造技术，基本分为三类，如下图所示：

双扩散型晶体管：
在1970年开始应用于，电源方面并在以后的时间里不断的发展。
使用多晶硅闸门结构和自动调整过程，使高密度的集成和电容迅速的减小成为可能。

功率MOS场效应管上V沟槽技术或者称为沟渠技术，使集成度进一步的提高。
更好的性能和更高的集成度并不是由你随便就能得来的，这是因为这将导致MOS器件沟渠更难制造。

第三个类型：横向功率MOS场效应管，电压、电流是受限制的，因其对芯片形状的低效利用。他们能在低电压应用上提供很大的效益, 如在微型电源或在隔离转换同步整流器中。
因横向功率MOS场效应管有着相当小的电容，因此他们的开关速度可以很快而且栅极驱动损耗也比较小。