BOSHIDA電源模塊 電源基礎(chǔ)知識(shí) 半導(dǎo)體開關(guān)器件

半導(dǎo)體開關(guān)器件是開關(guān)電源的核心器件。它是實(shí)現(xiàn)電源功率轉(zhuǎn)換的必要器件，并且已經(jīng)過幾十年的發(fā)展，涌現(xiàn)出了各種各樣的技術(shù)。這些器件多年來一直在發(fā)展并且仍在繼續(xù)不斷朝著更好的方向發(fā)展，要注意的是，這里所說的任何技術(shù)都可能被未來的創(chuàng)新所取代?？紤]到這個(gè)因素，圖3.10是當(dāng)前的主要的功率變換開關(guān)器件的列表，以及一些簡(jiǎn) 單的特性比較:

雙極型晶體管(BJT)是一種電流驅(qū)動(dòng)型器件，由于其電導(dǎo)率調(diào)制效應(yīng)，導(dǎo)通閾值電壓非常低，導(dǎo)通時(shí)的飽和電壓降也非常低。但它很難關(guān)斷，因?yàn)樗哂蓄愃朴诙O管的恢復(fù)特性，需要將基極電荷完全抽走后才能關(guān)斷。相比之下，功率MOSFET是一個(gè)電壓驅(qū)動(dòng)器件，具有更高的導(dǎo)通閾值電壓，但其柵極是呈電容性的，因此需要大的瞬態(tài)電流來實(shí)現(xiàn)快速開關(guān)。在MOSFET中沒有電導(dǎo)率調(diào)制，所以通態(tài)電壓降是由有限的導(dǎo)通電阻(RDs(ON )）引起的，隨著電流的增加而增加，而關(guān)斷時(shí)，只需要極短的反向恢復(fù)時(shí)間。盡管在許多情況下，圖3.10所列的其他器件具有較高的電流或電壓額定值，但主要應(yīng)用于較低開關(guān)速度的場(chǎng)合。此外，所列出的那些“新”材料，如碳化硅(SiC)、硅鍺(SiGe)、砷化鎵(GaAs)和氮化鎵(GaN), 似乎都有很大的前景和潛力。而在撰寫本文時(shí)，只有sic產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了真正大批量的生產(chǎn)及使用。因此，本文討論將僅限于功率MOSFET。