MOS管規格書中有三個寄生電容參數,分別是:輸入電容Ciss、輸出電容Coss、反向傳輸電容Crss。該三個電容參數具體到管子的本體中,分別代表什么?是如何形成的?
功率半導體的核心是PN結,從二極管、三極管到場效應管,都是根據PN結特性所做的各種應用。場效應管分為結型、絕緣柵型,其中絕緣柵型也稱MOS管(Metal Oxide Semiconductor)。
根據不通電情況下反型層是否存在,MOS管可分為增強型、耗盡型——
寄生電容形成的原因
1． 勢壘電容:功率半導體中,當N型和P型半導體結合后,由于濃度差導致N型半導體的電子會有部分擴散到P型半導體的空穴中,因此在結合面處的兩側會形成空間電荷區(該空間電荷區形成的電場會阻值擴散運動進行,最終使擴散運動達到平衡);
2．擴散電容:當外加正向電壓時,靠近耗盡層交界面的非平衡少子濃度高,遠離非平衡少子濃度低,且濃度自高到底逐漸衰減直到0。當外加正向電壓增大時,非平衡少子的濃度增大且濃度梯度也增大,外加電壓減小時,變化相反。該現象中電荷積累和釋放的過程與電容器充放電過程相同,稱為擴散電容。
MOS管寄生電容結構如下,其中,多晶硅寬度、溝道與溝槽寬度、G極氧化層厚度、PN結摻雜輪廓等都是影響寄生電容的因素。
對于MOS管規格書中三個電容參數的定義,
輸入電容Ciss = Cgs + Cgd;
輸出電容Coss = Cds + Cgd;
反向傳輸電容Crss = Cgd
這三個電容幾乎不受溫度變化的影響,因此,驅動電壓、開關頻率會比較明顯地影響MOS管的開關特性,而溫度的影響卻比較小。
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