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中级通信设备环境知识点精讲之高频开关元器件

动力与环境责任编辑：小狐狸 2016-08-12

摘要：下面是由希赛小编整理的中级通信设备环境知识点精讲之高频开关元器件，希望能帮助学友们。具体内容如下

下面是由希赛小编整理的中级通信设备环境知识点精讲之高频开关元器件，希望能帮助学友们。具体内容如下：

高频开关元器件

在频开关型整流器中，功率变换电路是其主要组成部分。高频开关整流器的工作频率实际上就是功率变换电路的工作频率，而它取决于开关管的工作频率。所以功率变换电路中高频开关管性能在整流器中起葙至关重要的作用。目前高频开关整流器采用的高频功率开关器件通常有功率MOSFET、IGBT管以及两者混合管、功率集成器件等等?下面介绍常见的功率MOSFET与IGBT两种开关管。

1.功率场控晶体管(功率MOSFET)

金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor.MOSFET)即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管。

MOSFET按导电沟道可分为P沟道和N沟道，按栅极电压幅值可分为耗尽型和增强型。功率MOSFET是一种单极艰电压控制器件，具有驱动功申。速度高、无二次击穿和安全区宽等优点。功率MOSFET大都采用垂直导电结构(VerticalMOSFET,VMOSFET)，按垂直导电结构的差异，又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的(Vertical Double-diffiased MOSFET)功率MOSFET符号如图3-9所示，其中G表示栅极，D表示漏极，S表示源极。

功率MOSFET的特性如下

(1)关于电流与电压。功率MOSFET电流以最人漏极电流为指标(IDmax)，它表示功率MOSFET工作在饱和状态的漏极电流量或某VGS输出特性曲线平坦区域的电流值，决定IDmax的主要因素为单位管芯面积的沟道宽度，沟道宽度大则IDmax值大。功率MOSFET电压以漏极击穿电压(BVto)为指标，它表示漏区沟道体区PN结所允许的较高反偏电压，影响BVds的因素是漏极PN结的雪崩击穿机构和表面电场效应。

(2)关于工作频率。功率开关器件最理想的控制电压波形是前后沿陡直的矩形波，而实际上在开通时，从截止状态到线性工作区再过渡到饱和K需要一段时间，反之亦站然所需延时愈小，开关时间愈短，开关速度愈快。由于功率MOSFET为少子导电器件，在开关过程中栽流子的存储时间不需要考虑，因而开关时间很短，故功率MOSFET的工作频申通常为30-100kHz由于功率MOSFET开关速度受输入电容及输入内阻影响较大，从而限制工作频率的提高。

功率MOSFET的特点如下

(1)驱动功率小，驱动电路简单，功率增益髙，开关速度快，不需要加反向偏S.

(2)多个管子可并联工作，导通电阻具有正温度系数，具有自动均流能力。例如，并联组合管中某管芯电流增加时，其温度上升使其电阻增大，从而限制了电流的增长。

(3)开关速度受温度影响非常小，在高温运行时，不存在温度失控现象。其允许工作温度可达200℃

(4)功率MOSFET无二次击穿问题。普通功率品体管在高压大电流条件下进行切换时，易发生二次击穿。二次击穿指器件在一次击穿后电流进一步增加，并高速向低阻区移动。

2.绝缘门极晶体管(IGBT或IGT)

绝缘栅门极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)是由功率晶体管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件N沟道的IGBT管符号如图3-10所示。