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变频器中P-MOSFET的特性

提示:

1.转移特性 转移特性是指功率场效晶体管的输入栅源电压UCs与输出漏极电流,。之间的关系,如图3-18所示。 由图3-18可见,当UGSUT时,ID近似为零,当UGSUT时,随着UGS的增大ID也越大,当ID较大时,ID与UGS的关系近似为线性,曲线的斜率被定义为跨导gm 2.输出特性 输出特性是指以栅源电压UGS为参变量,漏极电流ID与漏极电压

    1.转移特性

    转移特性是指功率场效晶体管的输入栅源电压UCs与输出漏极电流,。之间的关系,如图3-18所示。

    由图3-18可见,当UGS<UT时,ID近似为零,当UGS>UT时,随着UGS的增大ID也越大,当ID较大时,IDUGS的关系近似为线性,曲线的斜率被定义为跨导gm


    2.输出特性

    输出特性是指以栅源电压UGS为参变量,漏极电流ID与漏极电压UDS之间关系的曲线族,如图3-19所示。输出特性分为3个区域:可调电阻区Ⅰ、饱和区Ⅱ和雪崩区Ⅲ。

 P-MOSFET的转移特性

    3-18    P-MOSFET的转移特性

P-MOSFET的输出特性

    3-19    P-MOSFET的输出特性

    可调电阻区Ⅰ:在此期间器件的阻值是变化的。

    饱和区Ⅱ:在此区间,当UGS不变时,ID几乎不随UDS的增加而增加,近似为一常数。当P-MOSFET用作线性放大时,工作在该区。

    雪崩区Ⅲ:当UDS增加到某一数值,漏极PN结反偏电压过高,发生雪崩击穿,漏极电流ID突然增加,造成器件的损坏。使用时应避免出现这种情况。

    3.开关特性

    3-20所示为测试P-MOSFET的开关特性的电路及波形。

    3-20(a)ui为栅极控制电压信号源,Rs为信号源内阻,RG为栅极电阻,RL为漏源负载电阻,Rs为检测漏极电流的电阻。信号源产生阶跃脉冲电压,当其前沿到来时,极间电容Cin(Cin=CGS+CGD)充电,栅源电压uGS按指数曲线上升,如图3-20(b)所示。当uGS上升到开启电压UT时,开始出现漏极电流iD,从ui前沿到iD出现这段时间称为开通延迟时间td。之后,iDuGS增大而上升,uGSUT上升到使iD达到稳态值所用时间称为上升时间tr。开通时间ton表示为

    ton=td+tr    (3-9)

    当信号源脉冲电压ui下降到零时,电容Cin通过信号源内阻Rs和栅极电阻RG开始放电,uGS按指数规律下降,当下降到UGSPiD才开始减小,这段时间称为延迟关断时间ts。此后,Cin继续放电,uGSUGSP继续下降,iD减小,到ui<UT时沟道消失,iD下降到零。这段时间称为下降时间tf

关断时间toff为延迟关断时间ts和下降时间tf之和,即

    toff=ts+tf    (3-10)

    由上分析可知,P - MOSFET的开关时间与输入电容Cin的充放电时间常数有很大关系。使用时,Cin大小无法改变,但可以改变信号源内阻Rs的值,从而缩短时间常数,提高开关速度。P-MOSFET的工作频率可达100 kHz以上。尽管P-MOSFET的栅极绝缘,为电压控制器件,但需要提供输入电容Cin的充电电流,需要驱动电路提供一定功率。开关频率越高,驱动功率越大。

测试P-MOSFET开关特性的电路及波形

    3-20    测试P-MOSFET开关特性的电路及波形

    (a)测试开关特性的电路;(b)测试波形


(责任编辑: 艾特贸易网 )

  • 本文关键字:变频器 P-MOSFET 

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