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重庆电力高等专科学校《电力电子》在线课程第二章电力电子器件授课教师：李燕

第四部分电力场效应晶体管PART04特点种类结构特性特点电力场效应晶体管（电力MOSFET）是用栅极电压UG来控制漏极电流ID的；它的特点有：1234驱动电路简单，需要的驱动功率小。开关速度快，工作频率高。热稳定性优于GTR。电流容量小，耐压低，多用于功率不超过10kW的电力电子装置。种类电力MOSFET的种类☞按导电沟道可分为P沟道和N沟道。☞当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道的称为耗尽型。☞对于N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道的称为增强型。☞在电力MOSFET中，主要是N沟道增强型。结构电力MOSFET是单极型晶体管。☞目前电力MOSFET大都采用了垂直导电结构，所以又称为VMOSFET（VerticalMOSFET），这大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。☞按垂直导电结构的差异，分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET

（VerticalV-grooveMOSFET）和具有垂直导电双扩散MOS结构的DMOSFET（VerticalDouble-diffusedMOSFET）。☞电力MOSFET也是多元集成结构。图2-10电力MOSFET的结构和电气图形符号内部结构断面示意图b)电气图形符号基本特性静态特性图2-21电力MOSFET的转移特性和输出特性

a)转移特性1、转移特性1)指漏极电流ID和栅源间电压UGS的关系，反映了输入电压和输出电流的关系。2）UT称为开启电压（或阈值电压），输入电压UGS小于UT时,输出电流ID为0，UGS超过UT越多，导电能力越强，漏极电流ID越大。3）是电压控制型器件，其输入阻抗极高，输入电流非常小。

基本特性静态特性图2-21电力MOSFET的转移特性和输出特性

b)输出特性1、输出特性1）是MOSFET的漏极伏安特性。2）截止区（对应于GTR的截止区）、饱和区（对应于GTR的放大区）、非饱和区（对应于GTR的饱和区）三个区域，饱和是指漏源电压增加时漏极电流不再增加，非饱和是指漏源电压增加时漏极电流相应增加。3）工作在开关状态，即在截止区和非饱和区之间来回转换。基本特性动态特性图2-22电力MOSFET的开关过程

a)测试电路b)开关过程波形1、开通过程

开通延迟时间td(on)

电流上升时间tr

电压下降时间tfv

开通时间ton=td(on)+tr+tfv

2、关断过程

关断延迟时间td(off)

电压上升时间trv

电流下降时间tfi

关断时间toff=td(off)+trv+tfi3、MOSFET的开关速度和其输入电容的充放电有很大关系，可以降低栅极驱动电路的内阻Rs，从而减小栅极回路的充放电时间常数，加快开关速度。基本特性动态特性图2-22电力MOSFET的开关过程

a)测试电路b)开关过程波形4、不存在少子储存效应，因而其关断过程是非常迅速的。5、开关时间在10~100ns之间，其工作频率可达100kHz以上，是主要

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