Wat is Vermogens-MOSFET (power MOSFET)?

MOSFET die grote stromen en spanningen aankan. Schakelt snel en wordt veel gebruikt in onder meer voedingsschakelingen.

Japanse benaming: パワーMOSFET

“Vermogens-MOSFET (power MOSFET)” komt voor in 13 oefenvragen uit 4 onderwerpen, bijv. Vermogenshalfgeleiders, MOSFET, Halfgeleiderindustrie en markt.

Vakgebied: Vermogenshalfgeleiders

Nu oefenen: vragen over Vermogens-MOSFET (power MOSFET)

Welke uitleg over de temperatuurafhankelijkheid van de aan-weerstand is juist als reden dat het gemakkelijk is meerdere vermogens-MOSFET's parallel te schakelen?

  1. ADe aan-weerstand is onafhankelijk van de temperatuur
  2. BBij hogere temperatuur daalt de aan-weerstand, zodat de stroom zich nog meer in het hete element concentreert
  3. CBij hogere temperatuur stijgt de aan-weerstand, zodat de stroom door een heet geworden element vanzelf afneemt en de stroom wordt verdeeld
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. Bij hogere temperatuur stijgt de aan-weerstand, zodat de stroom door een heet geworden element vanzelf afneemt en de stroom wordt verdeeld

De aan-weerstand van een MOSFET neemt toe bij hogere temperatuur doordat de mobiliteit daalt (positieve temperatuurcoëfficiënt). Wanneer één van de parallelle elementen heet wordt, stijgt zijn weerstand en neemt zijn stroom af, zodat de stroom naar de andere elementen wordt verdeeld; thermische doorloop treedt dan niet gemakkelijk op en parallelschakelen is eenvoudig. Bij lage gatespanning nabij de drempel is de temperatuurcoëfficiënt echter negatief, en bij lineaire werking of langzaam schakelen kan stroomconcentratie optreden, dus voorzichtigheid is geboden.

Welke uitspraak over het verband tussen doorslagspanning en aan-weerstand bij silicium-vermogens-MOSFET’s is juist?

  1. ADoorslagspanning en aan-weerstand hebben geen verband
  2. BBij een hogere doorslagspanning wordt de aan-weerstand gemakkelijk kleiner
  3. CBij een hogere doorslagspanning wordt de aan-weerstand gemakkelijk groter
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. Bij een hogere doorslagspanning wordt de aan-weerstand gemakkelijk groter

Voor een hogere doorslagspanning moet de driftlaag die de spanning opneemt dikker worden gemaakt en een lagere onzuiverheidsconcentratie hebben, waardoor de weerstand toeneemt. Theoretisch is de aan-weerstand van unipolaire Si-componenten evenredig met de doorslagspanning tot de macht ca. 2,5; bij een verdubbeling van de doorslagspanning wordt de aan-weerstand ca. 5,7 keer zo groot (siliciumlimiet). Om deze afweging te doorbreken worden de superjunctiestructuur en SiC en GaN met een hoog kritiek doorslagveld gebruikt.

“Vermogens-MOSFET (power MOSFET)” in de toelichting

Vragen met “Vermogens-MOSFET (power MOSFET)” (13)

  1. Welke uitleg over de temperatuurafhankelijkheid van de aan-weerstand is juist als reden dat het gemakkelijk is meerdere vermogens-MOSFET's parallel te schakelen?
  2. Welke uitspraak over het verband tussen doorslagspanning en aan-weerstand bij silicium-vermogens-MOSFET’s is juist?
  3. Hoe heet de parasitaire diode die structureel in een vermogens-MOSFET aanwezig is?
  4. Hoe groot is het geleidingsverlies wanneer een stroom van 10 A vloeit door een vermogens-MOSFET met een aan-weerstand van 10 mΩ?
  5. Wat is het belangrijkste voordeel van de trenchgatestructuur bij vermogens-MOSFET’s, waarbij de gate is ingebed in een in het silicium gegraven sleuf?
  6. Wat is de juiste reden dat de gatespanning een tijdlang vlak blijft (“Miller-plateau”) wanneer de gate van een vermogens-MOSFET met een constante stroom wordt opgeladen?
  7. In welk geval wordt de “lawinevastheid” (avalanche ruggedness) van een vermogens-MOSFET belangrijk?
  8. Welke categorie halfgeleiderproducten omvat producten die elk één enkele functie vervullen, zoals diodes, losse transistors en vermogens-MOSFET's?
  9. Welke vorm van doorslag kan optreden wanneer tussen gate en source een spanning wordt gezet die de nominale waarde ver overschrijdt?
  10. Welke ladingdragers voeren de stroom in het kanaal van een n-kanaal MOSFET?
  11. Welke uitleg over de 'aan-weerstand' bij gebruik van een MOSFET als schakelaar is juist?
  12. Welke relatie tussen source en drain is juist bij MOSFET's in gangbare geïntegreerde schakelingen?
  13. Wat is het juiste hoofdgebruik van n⁺-siliciumwafers met lage soortelijke weerstand en een hoge concentratie arseen of antimoon?

Vergelijkingen met deze term

Verwante termen

Aan-weerstand (on-resistance) SiC (siliciumcarbide) Mobiliteit GaN (galliumnitride) Bodydiode IGBT ESD (elektrostatische ontlading) TDDB (time-dependent dielectric breakdown) Inversielaag Autodoping

Naar de woordenlijst