《新能源汽車電力電子技術(shù)》 課件 2-3 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知-課件

功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知《新能源汽車電力電子技術(shù)》課堂導(dǎo)入01學(xué)習(xí)目標(biāo)02知識(shí)儲(chǔ)備03實(shí)驗(yàn)任務(wù)04課堂測(cè)評(píng)05課后作業(yè)0601課堂導(dǎo)入leading-inofaclassroom學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備實(shí)驗(yàn)任務(wù)課堂測(cè)評(píng)課堂導(dǎo)入課后作業(yè)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知課堂導(dǎo)入功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（powerMOSFET）也稱為電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管或電力場(chǎng)控晶體管，是一種單極型的電壓控制器件。它不但有自關(guān)斷能力，而且還具有驅(qū)動(dòng)功率小、開關(guān)速度高、無二次擊穿、安全工作區(qū)寬等特點(diǎn)。02學(xué)習(xí)目標(biāo)learningobjectives學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備技能訓(xùn)練課堂測(cè)評(píng)課堂導(dǎo)入課后作業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)01熟悉功率場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性02能判斷功率場(chǎng)效應(yīng)管的電極03能用萬用表判斷功率場(chǎng)效應(yīng)管的好壞學(xué)習(xí)目標(biāo)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知03知識(shí)儲(chǔ)備accumulationofknowledge學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備實(shí)驗(yàn)任務(wù)課堂測(cè)評(píng)課堂導(dǎo)入課后作業(yè)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)MOSFET種類和結(jié)構(gòu)較多，按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道。圖（a）所示為N溝道增強(qiáng)型功率MOSFET的結(jié)構(gòu)，圖（b）所示為功率MOSFET的電氣圖形符號(hào)，其引出的三個(gè)電極分別為柵極G、漏極D和源極S。功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（a）結(jié)構(gòu)

（b）電氣圖形符號(hào)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的工作原理當(dāng)柵源極間電壓為零時(shí)，若漏源極間加正電源，P基區(qū)與N區(qū)之間形成的PN結(jié)反偏，漏源極之間無電流流過，如圖中（a）所示。若在柵源極間加正電壓UGS，柵極是絕緣的，所以不會(huì)有柵極電流流過。功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知

（a）UGS=0（b）0＜UGS＜UT

（c）UGS＞UT功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)電機(jī)理功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的工作原理功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知

（a）UGS=0（b）0＜UGS＜UT

（c）UGS＞UT功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)電機(jī)理但柵極的正電壓會(huì)將其下面P區(qū)中的空穴推開，而將P區(qū)中的電子吸引到柵極下面的P區(qū)表面，當(dāng)UGS＜UT(開啟電壓)時(shí)，柵極下P區(qū)表面的電子濃度相對(duì)空穴濃度較低，無法形成導(dǎo)電溝道，即漏極源極仍無法導(dǎo)電，如圖中（b）所示。功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的工作原理當(dāng)UGS＞UT（開啟電壓）時(shí)，柵極下P區(qū)表面的電子濃度將超過空穴濃度，使P型半導(dǎo)體反型成N型而成為反型層，該反型層形成N溝道而使PN結(jié)消失，漏極和源極導(dǎo)電，如圖中（c）所示。功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知

（a）UGS=0（b）0＜UGS＜UT

（c）UGS＞UT功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)電機(jī)理功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特性功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知（1）轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性表示漏極電流ID與柵源之間電壓UGS的轉(zhuǎn)移特性關(guān)系曲線，如圖所示。轉(zhuǎn)移特性可表示出器件的放大能力，并且是與GTR中的電流增益β相似。由于功率場(chǎng)效應(yīng)管是壓控器件，因此用跨導(dǎo)gm這一參數(shù)來表示。圖中UT為開啟電壓，只有當(dāng)UGS=UT時(shí)才會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電溝道，產(chǎn)生漏極電流ID。轉(zhuǎn)移特性曲線01功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的靜態(tài)特性功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特性功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知輸出特性曲線01功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的靜態(tài)特性（2）輸出特性輸出特性即是漏極的伏安特性。特性曲線如圖所示。由圖所見，輸出特性分為截止、飽和與非飽和3個(gè)區(qū)域。這里飽和、非飽和的概念與GTR不同。飽和是指漏極電流ID不隨漏源電壓UGS的增加而增加，也就是基本保持不變；非飽和是指漏極電流ID隨UGS增加呈線性關(guān)系變化。04實(shí)驗(yàn)任務(wù)ProficiencyExercises學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備實(shí)驗(yàn)任務(wù)課堂測(cè)評(píng)課堂導(dǎo)入課后作業(yè)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工具：功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管、萬用表；設(shè)備：實(shí)訓(xùn)工作臺(tái)；資料及耗材：《電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》教材、抹布等。功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知功率場(chǎng)晶體管萬用表實(shí)驗(yàn)步驟功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知一、功率晶體管的檢測(cè)1.取出數(shù)字萬用表和晶體管。2.打開萬用表，選擇HEF檔，進(jìn)行測(cè)量。3.將晶體管C，B，E三個(gè)引腳分別插入萬用表相應(yīng)的插孔中，進(jìn)行測(cè)量。4.讀取數(shù)值，將數(shù)值與維修手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)值比較，判斷晶體管是否正常。5.取下晶體管，復(fù)位萬用表。6.整理工具，清潔場(chǎng)地，設(shè)備復(fù)位。分組實(shí)訓(xùn)請(qǐng)各小組按照擬定的小組分工及實(shí)驗(yàn)步驟，完成“功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知”實(shí)驗(yàn)，并完成工作頁中實(shí)訓(xùn)報(bào)告的填寫。功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知總結(jié)評(píng)價(jià)請(qǐng)結(jié)合各自實(shí)驗(yàn)的完成情況，實(shí)事求是的完成實(shí)驗(yàn)自評(píng)與互評(píng)。并將填寫完整的工作頁提交給老師進(jìn)行檢查和評(píng)價(jià)。功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知05課堂測(cè)評(píng)Classroomtest學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備實(shí)驗(yàn)任務(wù)課堂測(cè)評(píng)課堂導(dǎo)入課后作業(yè)判斷題1.當(dāng)柵極電壓為零時(shí)漏源極間存在導(dǎo)電溝道的稱為耗盡型；對(duì)于N（P）溝道器件，柵極電壓大于（小于）零時(shí)才存在導(dǎo)電溝道的稱為增強(qiáng)型。（

）2.MOSFET種類和結(jié)構(gòu)較多，按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和PN溝道。（

）3.功率MOSFET大都采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能大大提高器件的耐壓和通流能力。（

）4.動(dòng)態(tài)特性主要描述輸入量與輸出量之間的時(shí)間關(guān)系，它影響器件的開關(guān)過程。（

）5.功率場(chǎng)效應(yīng)管是壓控器件，在靜態(tài)時(shí)輸入0.5A的穩(wěn)定電流。（