功率系统中的 MOSFET 基础知识
电力电子器件大量依赖MOSFET 。但这些应用中使用的MOSFET 类型有哪些呢？本指南将详细介绍各种 MOSFET 及其最佳用途。MOSFET 用于控制电路中的功率流动。与双极型晶体管不同，MOSFET 是电压控制的，因此开关效率更高。
功率用主要 MOSFET 类型
1.增强型MOSFET
- 需要栅极电压才能开启
- 最常见于电源
- 低待机功耗
2.耗尽型MOSFET
- 当栅极电压为零时导通
- 用于放大器和模拟电路
- 在现代电源设计中很少见
耗尽型 MOSFET 和增强型 MOSFET 的主要区别在于它们的默认状态。
功率 MOSFET 类别
1.沟槽式MOSFET
- 紧凑型设计
- 低电阻
用于直流-直流转换器
2. 超结MOSFET
- 可承受高电压（600V以上）
- 逆变器中常见
- 比平面MOSFET效率更高
3. 横向 MOSFET
- 快速切换
- 用于射频和高频应用
- 有限的功率处理能力
MOSFET 与其他替代方案
IGBT 与 MOSFET 之争取决于电压和频率需求。
选择 MOSFET 还是晶体管
何时使用 MOSFET
- 高频开关
- 低功耗控制电路
- 高效功率转换
何时使用双极型晶体管
- 模拟放大
- 简单的切换任务
- 成本敏感型设计
主要电源应用
- 沟槽式 MOSFET 占据主导地位
- 实现紧凑、高效的设计
- 超结MOSFET能够处理高电流
- 对于PWM控制而言，双极型晶体管优于MOSFET。
- 高压 MOSFET 或 IGBT
- 取决于系统规模
未来趋势
1. 宽禁带 MOSFET（SiC/GaN）可提高效率
2. 更智能的栅极驱动器，实现更快的开关速度
3.集成模块减小系统尺寸
常问问题
问：电动汽车中使用的MOSFET有哪些不同类型的类型？
答：电机控制器主要采用超结和SiC MOSFET。
问：音频放大器应该用 MOSFET 还是晶体管？
答：双极型晶体管用于模拟放大器，MOSFET用于数字放大器。
问：在太阳能逆变器中，IGBT 和 MOSFET 有什么区别？
答：IGBT 用于高功率系统，MOSFET 用于小型系统。
结论
了解不同类型的 MOSFET 有助于工程师选择合适的器件。要点：
✔ 增强型 MOSFET 主导功率应用程序
✔ 超结型晶体管可处理高电压
✔ MOSFET 在开关性能方面优于双极型晶体管。
根据电压、频率和效率需求进行选择。