功率晶體管(Power Transistor)是指可控硅、三極管以及場(chǎng)效應(yīng)晶體管等場(chǎng)效應(yīng)電路中的大功率半導(dǎo)體器件,其中有一種重要類型就是MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)是近年來出現(xiàn)的一種新型晶體管,具有電壓控制、無耗散、速度快、無噪聲、頻率高,可替代三極管等優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)簡單、制造工藝成熟,已成為各種電子設(shè)備中交流電源、逆變器及交直流驅(qū)動(dòng)電路的主要開關(guān)元件。
1.功率晶體管的反偏安全工作區(qū)
功率晶體管在實(shí)際使用中,經(jīng)常會(huì)受到較高的反向電壓的影響,因此其反偏區(qū)域也就成為了比較容易損壞的部分。但是,與低功耗MOSFET不同的是,功率MOSFET在反偏區(qū)域有一個(gè)比較大的安全工作區(qū)(Safe Operating Area,SOA)。如果在這個(gè)安全工作區(qū)范圍內(nèi)使用,就可以保證器件正常工作而且長期可靠。
具體來說,功率MOSFET的反向工作區(qū)包括反向擊穿、反向電流限制、熱穩(wěn)定性等多個(gè)范圍。在這些范圍內(nèi),器件并不會(huì)被損壞或者性能下降。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,選用適當(dāng)型號(hào)的功率MOSFET并合理設(shè)計(jì)電路,可以確保器件在長時(shí)間高負(fù)載條件下穩(wěn)定工作。
2.功率晶體管的應(yīng)用
功率MOSFET廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域,如電力電子、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、通訊、汽車電子、航空航天、醫(yī)學(xué)儀器等。以電力電子為例,功率MOSFET常用于電池充放電控制、變頻器驅(qū)動(dòng)、逆變器、開關(guān)電源、電子變壓器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、太陽能和風(fēng)力發(fā)電等。
需要注意的是,在應(yīng)用過程中一定要注意安全問題。因?yàn)楣β蔒OSFET在負(fù)載上只能承受一定的電流和電壓,若超過器件允許的最大工作電流和電壓,會(huì)導(dǎo)致器件失效、甚至燒毀。此外,功率MOSFET的開關(guān)速度相對(duì)較慢,在高頻率下容易出現(xiàn)開關(guān)損耗,影響電路效率。