1. Feszültségvezérelt működés
Ellentétben a bipoláris junction tranzisztorokkal (BJT), amelyek áramvezérelt eszközök, a teljesítmény MOSFET-ek feszültségvezérlésűek. Ez az alapvető tulajdonság számos jelentős előnnyel jár:
- Egyszerűsített kapuhajtási követelmények
- Alacsonyabb energiafogyasztás a vezérlőáramkörben
- Gyorsabb kapcsolási lehetőségek
- Nincsenek másodlagos meghibásodási aggodalmak
1. ábra: A MOSFET-ek egyszerűsített kapumeghajtási követelményei a BJT-ekhez képest
2. Kiváló kapcsolási teljesítmény
A Power MOSFET-ek kiválóak a nagyfrekvenciás kapcsolási alkalmazásokban, és számos előnnyel rendelkeznek a hagyományos BJT-kkel szemben:
2. ábra: Kapcsolási sebesség összehasonlítása MOSFET és BJT között
| Paraméter | Táp MOSFET | BJT |
|---|---|---|
| Kapcsolási sebesség | Nagyon gyors (ns tartomány) | Közepes (μs tartomány) |
| Kapcsolási veszteségek | Alacsony | Magas |
| Maximális kapcsolási frekvencia | >1 MHz | ~100 kHz |
3. Termikus jellemzők
A Power MOSFET-ek kiváló termikus jellemzőkkel rendelkeznek, amelyek hozzájárulnak megbízhatóságukhoz és teljesítményükhöz:
3. ábra: Az RDS(on) hőmérsékleti együtthatója a teljesítmény MOSFET-ekben
- A pozitív hőmérsékleti együttható megakadályozza a termikus kifutást
- Jobb árammegosztás párhuzamos működésben
- Magasabb hőstabilitás
- Szélesebb biztonságos működési terület (SOA)
4. Alacsony bekapcsolási ellenállás
A modern teljesítményű MOSFET-ek rendkívül alacsony bekapcsolási ellenállást (RDS(on)) érnek el, ami számos előnnyel jár:
4. ábra: A MOSFET RDS (bekapcsolva) történeti fejlődése
5. Párhuzamos képesség
Pozitív hőmérsékleti együtthatójuknak köszönhetően a teljesítmény MOSFET-ek egyszerűen párhuzamosan csatlakoztathatók nagyobb áramok kezelésére:
5. ábra: Árammegosztás párhuzamosan kapcsolt MOSFET-ekben
6. Masszívság és megbízhatóság
A Power MOSFET-ek kiváló strapabírósági és megbízhatósági jellemzőket kínálnak:
- Nincs másodlagos meghibásodási jelenség
- Inherens test dióda a fordított feszültség elleni védelemhez
- Kiváló lavinaképesség
- Magas dV/dt képesség
6. ábra: Biztonságos működési terület (SOA) összehasonlítása a MOSFET és a BJT között
7. Költséghatékonyság
Míg az egyes teljesítmény-MOSFET-ek kezdeti költsége magasabb lehet a BJT-ekhez képest, általános rendszerszintű előnyeik gyakran költségmegtakarítást eredményeznek:
- Az egyszerűsített meghajtó áramkörök csökkentik az alkatrészek számát
- A nagyobb hatásfok csökkenti a hűtési igényt
- A nagyobb megbízhatóság csökkenti a karbantartási költségeket
- A kisebb méret kompakt kialakítást tesz lehetővé
8. Jövőbeli trendek és fejlesztések
A teljesítmény-MOSFET-ek előnyei a technológiai fejlődéssel folyamatosan javulnak:
7. ábra: A teljesítmény MOSFET technológia fejlődése és jövőbeli trendjei
