下面是由希賽小編整理的中級通信設備環境知識點精講之高頻開關元器件，希望能幫助學友們。具體內容如下：

       高頻開關元器件

       在頻開關型整流器中，功率變換電路是其主要組成部分。高頻開關整流器的工作頻率實際上就是功率變換電路的工作頻率，而它取決于開關管的工作頻率。所以功率變換電路中高頻開關管性能在整流器中起葙至關重要的作用。目前高頻開關整流器采用的高頻功率開關器件通常有功率MOSFET、IGBT管以及兩者混合管、功率集成器件等等?下面介紹常見的功率MOSFET與IGBT兩種開關管。

       1.功率場控晶體管(功率MOSFET)

       金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor.MOSFET)即以金屬層(M)的柵極隔著氧化層(O)利用電場的效應來控制半導體(S)的場效應晶體管。

       MOSFET按導電溝道可分為P溝道和N溝道，按柵極電壓幅值可分為耗盡型和增強型。功率MOSFET是一種單極艱電壓控制器件，具有驅動功申。速度高、無二次擊穿和安全區寬等優點。功率MOSFET大都采用垂直導電結構(VerticalMOSFET,VMOSFET)，按垂直導電結構的差異，又分為利用V型槽實現垂直導電的VVMOSFET和具有垂直導電雙擴散MOS結構的(Vertical Double-diffiased MOSFET)功率MOSFET符號如圖3-9所示，其中G表示柵極，D表示漏極，S表示源極。

       功率MOSFET的特性如下

       (1)關于電流與電壓。功率MOSFET電流以最人漏極電流為指標(IDmax)，它表示功率MOSFET工作在飽和狀態的漏極電流量或某VGS輸出特性曲線平坦區域的電流值，決定IDmax的主要因素為單位管芯面積的溝道寬度，溝道寬度大則IDmax值大。功率MOSFET電壓以漏極擊穿電壓(BVto)為指標，它表示漏區溝道體區PN結所允許的較高反偏電壓，影響BVds的因素是漏極PN結的雪崩擊穿機構和表面電場效應。

       (2)關于工作頻率。功率開關器件最理想的控制電壓波形是前后沿陡直的矩形波，而實際上在開通時，從截止狀態到線性工作區再過渡到飽和K需要一段時間，反之亦站然所需延時愈小，開關時間愈短，開關速度愈快。由于功率MOSFET為少子導電器件，在開關過程中栽流子的存儲時間不需要考慮，因而開關時間很短，故功率MOSFET的工作頻申通常為30-100kHz由于功率MOSFET開關速度受輸入電容及輸入內阻影響較大，從而限制工作頻率的提高。

       功率MOSFET的特點如下

       (1)驅動功率小，驅動電路簡單，功率增益髙，開關速度快，不需要加反向偏S.

       (2)多個管子可并聯工作，導通電阻具有正溫度系數，具有自動均流能力。例如，并聯組合管中某管芯電流增加時，其溫度上升使其電阻增大，從而限制了電流的增長。

       (3)開關速度受溫度影響非常小，在高溫運行時，不存在溫度失控現象。其允許工作溫度可達200℃

       (4)功率MOSFET無二次擊穿問題。普通功率品體管在高壓大電流條件下進行切換時，易發生二次擊穿。二次擊穿指器件在一次擊穿后電流進一步增加，并高速向低阻區移動。

       2.絕緣門極晶體管(IGBT或IGT)

       絕緣柵門極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)是由功率晶體管和絕緣柵型場效應管組成的復合全控型電壓驅動式電力電子器件N溝道的IGBT管符號如圖3-10所示。

       IGBT的驅動由柵極電壓來控制開通與關斷。當柵極的正向電壓驅動時，MOSFET內形成溝道，且為PNP晶體管提供基極電流，使IGBT導通。此時基區擴展電阻減小，具有低通態壓降。當柵極以負壓驅動時。MOSFET內溝道消失，PNP晶體管基極電流被切斷，IGBT即被關斷。

       IGBT管的主要特點如下。

       (1)IGBT管為混合器件，驅動功率容量小，也是一種電壓型器件。

       (2)導通過程壓降小，元件電流密度大，其電流等級為10-400A,較高研究水平為1000A,電壓等級為500-1400V。

       (3)不足之處是IGBT關斷時會出現約Ins的電流拖尾現象，所以關斷時間長，使工作頻率受到限制。克服拖尾現象的措施有研制高速丨GBT管、應用軟開關技術等。

       返回目錄：中級通信設備環境知識點精講高頻開關型整流器匯總

       相關推薦：

 中級通信工程師設備環境考試培訓視頻推薦

   中級通信工程師設備環境考試真題匯總

   通信中級工程師設備環境網絡課堂培訓視頻推薦