パワーMOSFETの動作原理について

MOSFET に一般的に使用される回路シンボルにはさまざまなバリエーションがあります。最も一般的な設計は、チャネルを表す直線、ソースとドレインを表すチャネルに垂直な 2 本の線、およびゲートを表す左側のチャネルに平行な短い線です。エンハンスメントモードを区別するために、チャネルを表す直線が破線に置き換えられる場合もあります。モスフェットデプレッションモードMOSFETは、図に示すようにNチャネルMOSFETとPチャネルMOSFETの2種類の回路記号に分けられます（矢印の方向が異なります）。

パワー MOSFET は、主に次の 2 つの方法で動作します。

(1) D と S に正の電圧 (ドレインがプラス、ソースがマイナス) が加えられ、UGS=0 の場合、P ボディ領域と N ドレイン領域の PN 接合は逆バイアスとなり、D 間に電流は流れません。正の電圧 UGS が G と S の間に追加されると、ゲートは絶縁されているためゲート電流は流れませんが、ゲートの正の電圧により正孔がその下の P 領域から押しのけられ、少数キャリアの電子が流れます。 P領域表面に引き寄せられるときＵＧＳが特定の電圧ＵＴより大きいと、ゲート下のＰ領域表面の電子濃度が正孔濃度を超え、したがってＰ型半導体アンチパターン層がＮ型半導体になる。このアンチパターン層はソースとドレインの間に N 型チャネルを形成し、PN 接合が消失し、ソースとドレインが導通し、ドレイン電流 ID がドレインを流れます。 UTはターンオン電圧またはしきい値電圧と呼ばれ、UGSがUTを超えるほど導電能力が高くなり、IDが大きくなります。 UGS が UT を超えるほど、導電性が強くなり、ID が大きくなります。

(2) D、S プラス負の電圧 (ソースが正、ドレインが負) の場合、PN 接合は順バイアスされ、内部逆ダイオードと同等になります (高速応答特性はありません)。MOSFET 逆阻止能力を持たないため、逆導通部品とみなすことができます。

によってMOSFET 動作原理は、片方の極性キャリアのみが伝導するため、ユニポーラトランジスタとも呼ばれます。MOSFETの駆動は、多くの場合、電源ICとMOSFETのパラメータに基づいて適切な回路を選択し、MOSFETは一般にスイッチングに使用されます。電源駆動回路。 MOSFETを使用したスイッチング電源を設計する場合、ほとんどの人はMOSFETのオン抵抗、最大電圧、最大電流を考慮します。ただし、多くの場合、回路が適切に動作するためにこれらの要素のみを考慮しますが、それは良い設計ソリューションではありません。より詳細な設計を行うには、MOSFET 自体のパラメータ情報も考慮する必要があります。明確な MOSFET の場合、その駆動回路、駆動出力のピーク電流などが MOSFET のスイッチング性能に影響します。