功率半導(dǎo)體器件分析及功率MOS管主要參數(shù)-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-01-26
電力電子器件（Power Electronic Device），又稱為功率半導(dǎo)體器件，用于電能變換和電能控制電路中的大功率(通常指電流為數(shù)十至數(shù)千安，電壓為數(shù)百伏以上)電子器件。
可以分為半控型器件、全控型器件和不可控型器件，其中晶閘管為半控型器件，承受電壓和電流容量在所有器件中最高；電力二極管為不可控器件，結(jié)構(gòu)和原理簡單，工作可靠；
還可以分為電壓驅(qū)動型器件和電流驅(qū)動型器件，其中GTO、GTR為電流驅(qū)動型器件，IGBT、電力MOSFET為電壓驅(qū)動型器件。
功率半導(dǎo)體器件是集成電路一個非常重要的組成部分，市場空間有400多億美元，從大方面講有200多億美元是功率IC，還有100多億是功率器件。
手機(jī)充電器，手機(jī)當(dāng)中都會有功率器件。功率器件主要的部分，體量比較大的是IGBT。把IGBT、VDMOS做好，就是一個很好的硬件廠商。
IGBT模塊是雙子器件，它的特點(diǎn)是頻率低一點(diǎn)，但是能量密度稍微大一點(diǎn)。所以像在新能源汽車，軌道交通應(yīng)用得更廣泛。
電力二極管：結(jié)構(gòu)和原理簡單，工作可靠。
晶閘管：承受電壓和電流容量在所有器件中最高。
IGBT：開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小，具有耐脈沖電流沖擊的能力，通態(tài)壓降較低，輸入阻抗高，為電壓驅(qū)動，驅(qū)動功率小；缺點(diǎn)：開關(guān)速度低于電力MOSFET,電壓，電流容量不及GTO。
GTR：耐壓高，電流大，開關(guān)特性好，通流能力強(qiáng)，飽和壓降低；缺點(diǎn)：開關(guān)速度低，為電流驅(qū)動，所需驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜，存在二次擊穿問題。
GTO：電壓、電流容量大，適用于大功率場合，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，其通流能力很強(qiáng)；缺點(diǎn)：電流關(guān)斷增益很小，關(guān)斷時門極負(fù)脈沖電流大，開關(guān)速度低，驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜，開關(guān)頻率低。
電力MOSFET：開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小且驅(qū)動電路簡單，工作頻率高，不存在二次擊穿問題；缺點(diǎn)：電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。
制約因素：耐壓，電流容量，開關(guān)的速度。
功率MOS管主要參數(shù)
V(BR)DSS：漏-源擊穿電壓(破壞電壓)
V(BR)DSS（有時候叫做VBDSS）是指在特定的溫度和柵源短接情況下，流過漏極電流達(dá)到一個特定值時的漏源電壓。這種情況下的漏源電壓為雪崩擊穿電壓。
V(BR)DSS 是正溫度系數(shù)，溫度低時V(BR)DSS小于25℃時的漏源電壓的最大額定值。在-50℃, V(BR)DSS大約是25℃時最大漏源額定電壓的90%。
VGS(th)，VGS(off)：閾值電壓
VGS(th) 是指加的柵源電壓能使漏極開始有電流，或關(guān)斷MOSFET時電流消失時的電壓，測試的條件（漏極電流，漏源電壓，結(jié)溫）也是有規(guī)格的。
正常情況下，所有的MOS柵極器件的閾值電壓都會有所不同。因此，VGS(th)的變化范圍是規(guī)定好的。VGS(th)是負(fù)溫度系數(shù)，當(dāng)溫度上升時，MOSFET將會在比較低的柵源電壓下開啟。
RDS(on)：導(dǎo)通電阻
RDS(on) 是指在特定的漏電流（通常為ID電流的一半）、柵源電壓和25℃的情況下測得的漏-源電阻。
IDSS：零柵壓漏極電流
IDSS 是指在當(dāng)柵源電壓為零時，在特定的漏源電壓下的漏源之間泄漏電流。既然泄漏電流隨著溫度的增加而增大，IDSS在室溫和高溫下都有規(guī)定。漏電流造成的功耗可以用IDSS乘以漏源之間的電壓計(jì)算，通常這部分功耗可以忽略不計(jì)。
IGSS -柵源漏電流
IGSS是指在特定的柵源電壓情況下流過柵極的漏電流。
Ciss：輸入電容
將漏源短接，用交流信號測得的柵極和源極之間的電容就是輸入電容。Ciss是由柵漏電容Cgd和柵源電容Cgs并聯(lián)而成，或者Ciss = Cgs +Cgd。
當(dāng)輸入電容充電致閾值電壓時器件才能開啟，放電致一定值時器件才可以關(guān)斷。因此驅(qū)動電路和Ciss對器件的開啟和關(guān)斷延時有著直接的影響。
Coss：輸出電容
將柵源短接，用交流信號測得的漏極和源極之間的電容就是輸出電容。Coss是由漏源電容Cds和柵漏電容Cgd并聯(lián)而成，或者Coss = Cds +Cgd對于軟開關(guān)的應(yīng)用，Coss非常重要，因?yàn)樗赡芤痣娐返闹C振。
Crss：反向傳輸電容
在源極接地的情況下，測得的漏極和柵極之間的電容為反向傳輸電容。
反向傳輸電容等同于柵漏電容。Cres =Cgd，反向傳輸電容也常叫做米勒電容，對于開關(guān)的上升和下降時間來說是其中一個重要的參數(shù)，他還影響這關(guān)斷延時時間。
電容隨著漏源電壓的增加而減小，尤其是輸出電容和反向傳輸電容。
Qgs,Qgd,和Qg：柵電荷柵電荷值反應(yīng)存儲在端子間電容上的電荷，既然開關(guān)的瞬間，電容上的電荷隨電壓的變化而變化，所以設(shè)計(jì)柵驅(qū)動電路時經(jīng)常要考慮柵電荷的影響。
td(on)：導(dǎo)通延時時間
導(dǎo)通延時時間是從當(dāng)柵源電壓上升到10%柵驅(qū)動電壓時到漏電流升到規(guī)定電流的10%時所經(jīng)歷的時間。
td(off)：關(guān)斷延時時間
關(guān)斷延時時間是從當(dāng)柵源電壓下降到90%柵驅(qū)動電壓時到漏電流降至規(guī)定電流的90%時所經(jīng)歷的時間。這顯示電流傳輸?shù)截?fù)載之前所經(jīng)歷的延遲。
tr：上升時間
上升時間是漏極電流從10%上升到90%所經(jīng)歷的時間。
tf：下降時間
下降時間是漏極電流從90%下降到10%所經(jīng)歷的時間。
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