|
MOSFET又叫金属氧化物半导体场效应晶体管，是应用最广泛的绝缘栅场效应管类型。什么是MOSFET呢？它只是一个单极晶体管，一般用作电子开关并放大电子信号。 该器件具有三个端子，包括源极、栅极和漏极。当然了除了这些端子之外，MOSFET还有一个基板，通常称为衬底，在实际应用中始终连接到源极端子。虽然我们看到的MOSFET是三端子器件，但是仔细考量MOSFET的构成，MOS还有一个重要部分就是衬底，MOSFET有一个很重要的特性，就是即使VGS=0，它们仍然会反向导通。存在这一点问题的原因是因为在MOSFET源极和漏极之间有一个称为本征体二极管的寄生二极管。这就是为什么MOSFET 可以反向导通（因为存在体二极管）的原因。 那我们肯定会有一些疑惑，那就是MOSFET 中内部体二极管是怎么形成的呢？对于N 沟道增强型 MOSFET而言，其衬底为P型衬底，在P型硅衬底上，漏极D和源极S是两个高掺杂浓度的N+区，这样就会在漏极D和P型衬底之间，源极S和P型衬底之间形成对应的PN结，也就是二极管的单向导通特性，MOS场效应管通常将衬底（基板）与源极接在一起，这就导致了漏极D和源极S本来互不导通的两端，出现了在源极S和漏极D加正向电压会出现单向导通的情况。这是由于MOSFET自身的设计原理导致的。 除了 JFET 之外没有体二极管，MOSFET一般都有体二极管，所以JFET的漏极D和源极S可以正接或反接，而MOSFET不能这么干。由于在衬底和掺杂区之间的 FET 结构中存在 P-N 结，考虑到体二极管的极性，电流通常在 N 沟道 FET 应用中是从漏极流向源极。即使没有感应出沟道，电流仍然可以通过短路的源极和衬底出发，再通过衬底和漏极之间的体二极管流动。需要注意的是无论是 SiC-MOSFET 还是其他类型的MOSFET，在漏极和源极之间都有一个体二极管。 那么体二极管有什么用处呢？当感性负载与MOSFET连接时，MOSFET两端会出现由感性负载产生的反向电压。该反向电压可能会损坏 MOSFET。为此，在 MOSFET两端连接了一个外部二极管，为反向电流提供路径。有时，在高速开关应用中，外部二极管并联在 MOSFET两端作为体二极管，因为内部二极管无法在高速开关或H 桥中正常工作。总结而言MOSFET主要有以下三方面的用处，首先是当MOSFET接感性负载时，体二极管为反向漏极电流或续流提供通路。MOSFET 中的体二极管起到钳位的作用，将栅极相对于源极和漏极的电压保持在适当的水平。最后是还可以为高速开关应用提供非常短的反向恢复时间。 当然我们还需要注意一下体二极管引起的问题，比如对于同步整流，AC-DC 和 DC-DC应用和电机控制，全桥和半桥。体二极管导通发生在一个 MOSFET 关断和第二个 MOSFET 导通之间的“死区时间”期间。虽然死区时间通常很短，一般100 纳秒左右，这个要看具体的器件，与这部分开关周期相关的损耗可能很大。
| 
楼主
标题置顶
标题高亮
知其然知其所以然，受教了。