2323 - weq PDF

Preview

Summary

weq...

Description

A MOSFET a belső rétegeinek sorrendje, míg a FET a tranzisztor működési elvére utal. A modern (mind analóg, mind digitális) integrált áramkörök döntő többsége MOS tranzisztorokból épül fel. A működése során a töltéshordozók forrása a Source, a töltéseket a Drain nyeli el. A csatornában folyó áramot a kapuelektróda, a Gate vezérli. Ezt az elektródát szigetelő réteg (általában szilícium-dioxid) választja el a csatornától. A vezérlőelektródán keresztül gyakorlatilag nem folyik áram, a tranzisztor árama a csatornában folyik. Az IGBT driver áramökör az úgynevezett szigetelt védőelektródás bipoláris tranzisztorok közé tartoznak. Ezek az áramkörök előnyös és hátrányos tulajdonságokkal is rendelkeznek, amikor kapcsolóüzemben használjuk őket. Jellemző rájuk, hogy nyitott állapotban a kollektoremitter feszültség alacsony, hátrányként jelentkezik viszont a bázis-emitter vezérlő kör által igényelt jelentős vezérlő teljesítmény. A MOSFET, azaz térvezérlésű teljesítmény tranzisztorok esetén pont ellenkező jelenséget figyelhetünk meg. A vezérlési teljesítmény szinte nulla, ami előnyös tulajdonság, de a nyitott állapotban is nagy ellenállás nagy vezetési veszteségeket eredményez.A MOSFET-ek sokkal magasabb frekvencián kapcsolhatóak, ezt két tényező korlátozza: az elektronok áthaladási ideje és a Gate és a Miller kapacitások töltéséhez és lemerítéséhez szükséges idő. Kétféle FET létezik. A „növekményes” vagy „önzáró” típus csatornáján csak akkor folyik áram, ha a Gate elektróda feszültséget kap. A „kiürítéses” vagy „önvezető” típus esetén a Gate-re kapcsolt feszültség a csatorna áramát csökkenti (ún. p-FET illetve n-FET). A szigetelő oxidréteg átütési szilárdsága alacsony, mivel igen vékony a kiképzése, ezért a diszkrét MOS tranzisztort védeni kell az elektrosztatikus feszültségektől, amelyek tönkre tudják tenni az alkatrészt (ez ~15V). A MOSFET egy kicsit hasonlít a bipoláris (hagyományos) tranzisztorokra. Az IGBT-t először 1979-ben állították elő. AZ IGBT-k átmenetet képeznek a bipoláris tranzisztorok és a MOSFET-ek között. Teljesítményerősítés területén az IGBT-k, a feszültségerősítés és áramerősítés terén egyaránt kiválóan teljesítenek. A bipoláris tranzisztorokhoz hasonlóan a főáramot kétféle töltéshordozó, az elektronok és a lyukak alkotják. Ezen kívül alacsony saturációs feszültségben, magas áramterhelhetőségben és specifikus kapcsolási tulajdonságaiban hasonlítanak egymásra. Az IGBT lényegében véve a vertikális MOSFET továbbfejlesztett változata, amelyben az ismert MOSFET struktúrát egy p réteggel egészítették ki. A teljesítményelektronika területén az IGBT-k nagyon népszerűek lettek. A MOSFET-ekhez hasonlóan készülnek, létezik N-csatornás és P-csatornás változata is. A lényeges különbség a MOSFET-ekkel szemben az, hogy a P és N zóna diffundált. Az IGBT úgy működik, mint egy olyan MOSFET, amelynek a drift tartományát a kisebbségi töltéshordozók injektálásával vezetőképességében moduláljuk. Az IGBT vezérlési oldalról alapvetően egy MOSFET, tehát a gate-emitter-feszültség vezérli az eszköz állapotát....