[拼音]：gonglü changxiaoying jingtiguan

[外文]：power field-effect transistor

利用半导体的场效应制作的功率晶体管。半导体的场效应指通过垂直于半导体表面的外加电场，可以控制或改变靠近表面附近薄层内半导体的导电特 。功率场效应晶体管元件符号如图1所示。

图1中G、D、S分别代表其栅极、漏极和源极。功率MOSFET(金属－氧化物-半导体场效应晶体管)是最重要的一种功率场效应晶体管，除此之外还有MISFET、MESFET、JFET等几种。功率MOSFET为功率集成器件，内含数百乃至上万个相互并联的MOSFET单元。为提高其集成度和耐压 ，大都采用垂直结构(即VMOS)，如VVMOS（V型槽结构）、VUMOS、SIPMOS等。

图2显示了一种SIPMOS（n沟道增强型功率MOSFET）的部分剖面结构。其栅极用导电的多晶硅制成，栅极与半导体之间有一层二氧化硅薄膜，栅极与源极位于硅片的同一面，漏极则在背面。从总体上看，漏极电流垂直地流过硅片，漏极和源极间电压也加在硅片的两个面之间。 该器件属于耗尽型n沟道的功率MOSFET，其源极和漏极之间有一n型导电沟道，改变栅极对源极的电压，可以控制通过沟道的电流大小。耗尽型器件在其栅极电压为零时也存在沟道，而增强型器件一定要施加栅极电压才有沟道出现。与n沟道器件对应，还有p沟道的功率MOSFET。

图3为图2所示SIPMOS的输出特 。

它表明了栅极的控制作用及不同栅极电压下，漏极电流与漏极电压之间的关系。图3中，在非饱和区(Ⅰ)，源极和漏极间相当于一个小电阻；在亚阈值区(Ⅲ)则表现为开路；在饱和区(Ⅱ)，器件具有放大作用。

功率MOSFET属于电压型控制器件。它依靠多数载流子工作，因而具有许多优点:能与集成电路直接相连；开关频率可在数兆赫以上（可达100MHz），比双极型功率晶体管(GTR)至少高10倍；导通电阻具有正温度系数，器件不易发生二次击穿，易于并联工作。与GTR相比，功率MOSFET的导通电阻较大，电流密度不易提高，在100kHz以下频率工作时，其功率损耗高于GTR。此外，由于导电沟道很窄（微米级），单元尺寸精细，其制作也较GTR困难。在80年代中期，功率MOSFET的容量还不大（有100A/60V，75A/100V，5A/1000V等几种）。

功率MOSFET是70年代末开始应用的新型电力电子器件，适合于数千瓦以下的电力电子装置，能显著缩小装置的体积并提高其 能，预期将逐步取代同容量的 GTR。功率MOSFET的发展趋势是提高容量，普及应用，与其他器件结合构成复合管，将多个元件制成组件和模块，进而与控制线路集成在一个模块中（这将会更新电力电子线路的概念）。此外，随着频率的进一步提高，将出现能工作在微波领域的大容量功率MOSFET。

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