mos管與lgbt管的區分方法

MOS管又稱為電力場效應晶體管( Power MOSFEt)是近些年獲得最快發展的一種單極型電壓控制器件，不但有自關斷能力，而且具有輸入阻抗 高、可以直接與數字邏輯集成電路連接、驅動電路簡單功耗小、開關速度快達50kH、開關損耗小、熱穩定性好、不存在 二次擊穿問題和工作可靠等優點。可應用于DC/DC變換、開關電源、便攜式電子設備等電子電器設備中，但工作電壓還不能太高，電流容量也不能太大，所以目前只適用于小功率電力電子裝置。 

1.電力場效應晶體管的結構和工作原理 

電力場效應晶體管有多種結構形式，按導電溝道可分為P溝道和N溝道，同時又有耗盡型和增強型之分。此處以應用較廣泛的單極 VDMOSFET、N溝道增強型為例，介紹電力場效應晶體管的結構和工作原理，其內部結構和圖形符號如下圖1-1所示。

電力場效應晶體管有三個引腳:源極S、柵極G、漏極D，在漏極接電源正極、源極接電源負極時，柵極和源極之間電壓為0，溝道不導通，管子處于截止狀態。若在柵極和源極之間加一正向電壓Ugs，并使Ugs等于或大于管子的開啟電壓U，此時管子開通，漏、源極間有電流Id流過。Ugs超過Ut越大，導電能力越強，漏極電流越大。

在圖1-1a中的A點處，源極金屬電極將N區和P區連接在一起，因此源、漏極之間形成了一個寄生二極管，MOSFET內部無反向電壓阻斷能力,常用圖1-1b表示。在變流電路中，為避免過大的反向電流流 過該器件而導致元件損壞，常在該器件外部并接快速二極管VD2和串接二極管VD1，如圖1-1c所示。 

在N溝道增強型 MOSFET器件中，當柵源電壓Ugs為負值時，不可能出現溝道，因而無法溝通源區與漏區，即使柵源電壓為正但數值不夠大時，同樣不會出現溝道，使源區與漏區溝通。因此，在上述兩種情況下，MOSFET都處于關斷狀態，即使加上正向漏極電壓Ugs，也沒有漏極電流Id出現。只有當柵源電壓等于或大于開啟電壓時，才能形成溝道，把源區和漏區溝通，在正向漏極電壓下，使 MOSFET進入導通狀態。 

2.應用電力場效應晶體管的注意事項 

(1)防止靜電擊穿。由于MOSFET具有很高的輸入阻抗，因此，在靜電較強的場所泄放電荷困難，容易引起靜電擊穿，損壞器件，應予以防 止。

(1)防止靜電擊穿。由于MOSFET具有很高的輸入阻抗，因此，在靜電較強的場所泄放電荷困難，容易引起靜電擊穿，損壞器件，應予以防 止。

(2)防止偶然性振蕩。 

MOSFET在與測試儀器、插接盒等器件的輸入電容、輸入 電阻匹配不當時，可能會引起偶然性振蕩，使器件損壞，因此，應在器件的柵極端子 外接10k0串聯電阻器，或在柵源極間外接約0.5μF的電容器 

(3)防止過電流。負載的變化可能產生數值較大的沖擊電流，以致超過通態漏極流的最大額定值，因此，必須采取措施使器件回路迅速斷開，避免損壞器件。 

(4)防止過電壓 

1)柵源間過電壓的防護。適當降低柵源間的阻抗，可在柵源間并接阻尼電阻或防止柵極開路。 

2)漏源間過電壓的防護。在漏源間并接齊納二極管箝位或R C抑制網絡等保護措施。

絕緣柵雙極型晶體管如下圖所示。

絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)又叫絕緣門極晶體管( Insulated Gate Bipolar Tran- SIstor)，簡稱IGBT。絕緣柵雙極型晶體管是以場效應晶體管作為基極，以電力晶體管作為發射極與集電極復合而成的。因此，它綜合了 MOSFET與GTR的優點，既有MOSFET的輸入阻抗高、工作速度快、熱穩定性好和驅動電路簡單 等特點，又有GTR的載流能力強、耐壓高等特點，是很有發展前途的大功率自關斷電力器件。 

1.絕緣柵雙極型晶體管的結構 

絕緣柵雙極型晶體管也是一種三端器件，其結構圖、簡化等效電路和圖形符號如圖1-2所示。由圖可知，IGBT是在 MOSFET的基礎上增加了一個P層發射極，形成PN結J1，由此引出漏極D，柵極G和源極S則完全與 MOSFET類似。 

由圖1-2a的結構圖可以看出，lGBT相當于一個由 MOSFET驅動的具有厚基區的GTR，其等效電路如圖1-2b所示。圖中電阻Rdr是厚基區GTR基區內的擴展電阻。從等效電路可以看出，IGBT是以GTR為主導元件、 MOSFET為驅動元件的達林頓結構器件，這種結構叫N溝道IGBT，GTR為PNP型晶體管，MOSFET為N溝道型。 

N溝道IGBT的圖形符號如圖1-2c和圖1-2d所示，對P溝道IGBT的圖形符號，僅將源極的箭頭方向反向即可。 

2.絕緣柵雙極型晶體管的工作原理 

絕緣柵雙極型晶體管的開通和關斷是由柵極電壓控制的。當 棚門極電壓為正時，MOSFET的溝道形成，為PNP晶體管提供基極電流，從而使GBT開通。此時，從P+區注入N-區的空穴(少數載流子)對N區進行電導調制、減少N-區的電阻Rdr，使耐高壓的IGBT具有低的通態壓降。在柵極上施以負電壓時，MOSFET的溝道消失，PNP晶體管的基極電流被切斷，IGBT關斷。

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