В силовых МОП-транзисторах используются методы обработки полупроводниковых данных, аналогичные современным СБИС-схемам, за исключением того, что уровни напряжения и тока устройства кардинально отличаются. МОП-транзистор в основном зависит от оригинального FET (полевого транзистора), выпущенного в 70-х годах. Изобретение силового МОП-транзистора было сделано частично из-за ограничений BJTs, и в настоящее время это устройство является предпочтительным в области применения силовой электроники. Несмотря на то, что невозможно полностью классифицировать рабочие пределы устройства питания, поскольку к устройствам питания можно относиться как к любому компоненту, который может переключаться как минимум на 1 А.
Биполярный силовой транзистор - это один из видов устройств, который управляет подачей тока. Чтобы поддерживать устройство во включенном состоянии, ток возбуждения базы должен быть высоким по сравнению с ¼ тока коллектора. Кроме того, для быстрого отключения необходимы высокие обратные токи возбуждения базы. В этой статье рассматривается обзор силового МОП-транзистора и его работы.
Что такое силовой МОП-транзистор?
Один из видов МОП-транзисторов, который работает с высокими уровнями мощности, известен как силовой МОП-транзистор. По сравнению с обычными МОП-транзисторами в диапазоне меньшего напряжения, эти МОП-транзисторы работают намного лучше, демонстрируя высокую скорость переключения. Принцип его работы такой же, как и у обычных МОП-транзисторов.
Наиболее широко используемыми мощными МОП-транзисторами являются режим усиления p-канала, режим усиления n-канала или режим истощения n-канала и режим истощения p-канала. Частота мощного МОП-транзистора высока, например, до 100 Килогерц. Ниже показан символ мощного МОП-транзистора.
Это трехполюсные кремниевые устройства, которые работают путем подачи сигнала на клемму затвора, что позволяет контролировать токопроводимость между клеммами истока и стока. Пропускная способность по току равна тысячам ампер, включая номинальное напряжение пробоя от 10 Вольт до 1000 Вольт.
Кроме того, силовые МОП-транзисторы доступны в различных конструкциях, таких как VDMOS (МОП с вертикальным рассеянием) или DMOS (МОП с двойным рассеянием), траншейные МОП (UMOS) или VMOS и т.д.В интегральных схемах используемый силовой МОП-транзистор представляет собой боковое устройство, включающее клеммы источника, стока и затвора на верхней части устройства, где ток, протекающий внутри полосы, параллелен внешнему. VDMOS (вертикальный МОП-транзистор с двойным рассеянием) использует подложку устройства, подобного сливной клемме.
В микросхемах МОП-транзисторы будут обладать более высоким сопротивлением при включении, чем дискретные МОП-транзисторы. Мощные МОП-транзисторы доступны в корпусах SOIC (Small Outline IC), которые используются там, где зазор очень важен. Также доступны устройства со сквозными отверстиями TO-247, TO-220 большего размера и D2PAK для поверхностного монтажа, в противном случае SMD-220.
В новые комплектации входят устройства для масштабирования микросхем, а также пакеты PolarPak ™ и DirectFET ™ . Процесс изготовления, используемый в силовых МОП-транзисторах, аналогичен процессу, используемому в СБИС-схемах, но уровни напряжения и тока различны.
Приложения
Области применения силовых МОП-транзисторов включают следующее.
ИБП (источники бесперебойного питания);
Драйвер реле;
SMPS (Источники питания в переключаемом режиме);
Промышленности;
Высокочастотные инверторы;
Используются в усилителях мощности;
В управлении двигателем;
Драйвер дисплея.
