运算放大器电路 第57课 电力MOSFET开关概述及工作原理
电力MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET)是电力金属氧化物半导体场效应晶体管的缩写，也叫功率MOSFET，它是在MOS集成电路工艺基础上发展起来的一种电力开关器件。MOSFET是用栅极电压来控制漏极电流的，因此它的第一个显著特点是驱动电路简单，驱动功率小。其第二个显著特点是开关速度快，工作频率高，电力MOSFET的工作频率在所有电力电子器件中是最高的。另外，由于电力MOSFET是双极型电力晶体管，因此它具有很好的热稳定性。因此，电力MOSFET已被广泛用于开关电源、汽车电子、消费电子、工业控制等领域，成为当今世界上电力电子器件发展的主要方向。
MOSFET种类和结构繁多，根据载流子的性质，可将电力MOSFET分为P沟道与N沟道两种，其图形符号如图2-2b所示，它有3个电极：栅极G、源极S与漏极D。当栅极电压为零时，源漏之间存在导通沟道的称为耗尽层；对N (P)沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道的称为增强型。图2-2是N沟道增强型MOSFET结构及电气图形符号。
当漏极接电源正端，源极接电源负端，栅极和源极间电压为零时，P基区与N漂移区之间形成的PN结反偏，漏源极之间无电流流过。如果在栅极和源极之间加一正电压Ugs，由于栅极是绝缘的，所以并不会有栅极电流流过。但栅极的正电压却会将其下面P区中的空穴推开，而将P区中的少子——电子吸引到栅极下面的P区表面。当Ugs大于某一电压值UT时，栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度，从而使P型半导体反型而成N型半导体，形成反型层，该反型层形成N沟道而使PN结消失，漏极和源极导电。电压称为开启电压，Ugs超过UT越多，导电能力越强，漏极电流ID越大。
