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UPS维修:功率M3SFET的工作原理

来源:机房360 作者:mopper 更新时间:2010-10-15 14:55:48

摘要:MOS管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数管子在出厂前己连接好)。从图1•17可以看出,增强型MOS管的漏极d与源极,之间有两个背靠背的PN结。当栅-源电压UGS=0时,即使加上漏-源电压UGS=0,而且不论UGS的极性如何,总有一个PN结处于反向偏置状态,漏-源极间没有导电沟道,所以这时漏极电流;iD≈O。

  l)UGS俗ID及沟道的控制作用
  
  MOS管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数管子在出厂前己连接好)。从图1•17可以看出,增强型MOS管的漏极d与源极,之间有两个背靠背的PN结。当栅-源电压UGS=0时,即使加上漏-源电压UGS=0,而且不论UGS的极性如何,总有一个PN结处于反向偏置状态,漏-源极间没有导电沟道,所以这时漏极电流;iD≈O。


  
  若在栅-源极间加上正向电压,即UGS>0,则栅极和衬底之间的siO2绝缘层中便产生一个垂直于半导体表面的由栅极指向衬底的电场,这个电场能排斥空穴而吸引电子,因而使栅极附近的P型衬底中的空穴被排斥,剩下不能移动的离子(负离子)形成耗尽层,同时P型衬底中的电子(少子)被吸引到衬底表面。当ucs数值较小,吸引电子的能力不强时,漏-源极之间仍无导电沟道出现力口图1.17(b)所示。U酪增加时,吸引到P衬底表面层的电子就增多,当Ugs达到某一数值时,这些电子在栅极附近的P型衬底表面上形成一个N型薄层,且与两个N+区相连通,在漏-源极间形成N型导电沟道,其导电类型与P型衬底相反,故又称为反型层,如图1.17(c)所示。Ucs越大,作用于半导体表面的电场就越强,吸引到P型衬底表面的电子就越多,导电沟道越厚,沟道电阻越小。把开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压,用UT表示。
  
  由上述分析可知,N沟道增强型MOS管在Ugs<UT时,不能形成导电沟道,管子处于截止状态。只有当Ugs≥UT时,才能形成沟道;此时,在漏-源极间加上正向电压Uds,才能产生漏极电流。而且U佛增大时,沟道变厚,沟道电阻减小,iD增大。这种必须在Ugs≥UT时才能形成导电沟道的MOS管称为增强型MOS管。
  
  2)Uds对iD的影响
  
  如图1.18(a)所示,当UGS>UT且为一个确定值时,漏-源电压UDS对导电沟道及电流iD的影响与结型场效应管相似。漏极电流iD沿沟道产生的电压降便沟道内各点与栅及M的电压不再相等,靠近源极一端的电压最大,这里沟道最厚;而漏极一端电压最


  
  图1.18UDS对iD的影响过程


  
  小,其值为UGD=UGD-UDS,因而这里沟道最薄。但当UDS较小,UDS=(UGS-UT)时,它对沟道的影响不大,这时只要UGS一定,沟道电阻几乎也是一定的,所以iD随UDS近似地呈线性变化。
  
  随着UDS的增大,靠近漏极的沟道越来越薄,当UDS增加到使UGS=UGS-UDS=UT(或UDS=UGS-UT)时,沟道在漏极一端出现预夹断,如图1.18(b)所示。再继续增大UDS,夹断点将向源极方向移动,如图1.18(C)所示。由于UDS的增加部分几乎全部降落在夹断区,故iD几乎不随UDS增大而增加,管子进入饱和区,iD几乎仅由UGS决定。

    责任编辑:handsome 

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