I D(A) U GS
c. Cỏc thụng số thể hiện khả năng ủ úng cỏt của MOSFET
Như vậy thời gian trễ khi mở, khi khoỏ phụ thuộc giỏ trị cỏc tụ ký sinh CGS.CGD.CDS, tuy nhiờn cỏc thụng số kỹ thuật của MOSFET thường ủược cho dưới dạng cỏc trị số tụ CISS, CRSS, COSS dưới những ủiều kiện nhất ủịnh như ủiện ỏp UDS, UGS. Cú thể tớnh ra cỏc tụ ký sinh như sau:
CGD = CRSS CGS = CISS - CRSS CDS = COSS - CRSS
Cú thể tớnh cỏc giỏ trị trung bỡnh cho cỏc tụ CGD và CDS với ủiện ỏp làm việc tương ứng theo cụng thức gần ủỳng sau ủõy:
CGD = 2(CRSS.làm việc).(UDS.làm việc /UDS.off)1/2 COSS = 2(COSS.làm việc).(UDS.làm việc /UDS.off)1/2
ðể xỏc ủịnh cụng suất của mạch ủiều khiển MOSFET, cỏc tài kiệu kỹ thuật thường cho thụng số ủiện tớch nạp cho cực ủiều khiển QG (ủơn vị: Culụng (C)) dưới ủiện ỏp khi khoỏ giữa cực mỏng và cực gốc. UDS(off) nhất ủịnh. Khi ủú cụng suất mạch ủiều khiển ủược tớnh bằng:
Pủiều khiển = UCC.Qg.fgw
trong ủú: fgw là tần số ủúng cắt của MOSFET.
Tổn hao cụng suất do quỏ trỡnh ủúng cắt trờn MOSFET ủược tớnh bằng:
w w( off)
12 2
g DS D on
P = U I f t +t
Trong ủú: ton, toff là thời gian mở và khoỏ của MOSFET, tương ứng là cỏc khoảng thời gian từ t1 ủến t4 trờn ủồ thị dạng súng cỏc quỏ trỡnh mở - khoỏ.
Hỡnh 1.23. Quỏ trỡnh khúa MOSFET a/- Sơủồ b/- Dạng súng a) b)
Ị6. TRANSISTOR Cể CỰC ðIỀU KHIỂN CÁCH LY, IGBT
(Insulated Gate Bipolar Transistor)
Ị6.1. Cấu tạo và nguyờn lý hoạt ủộng
IGBT là phần tử kết hợp khả năng ủúng cắt nhanh của MOSFET và khả năng chịu tải lớn của Transistor thường. Về mặt ủiều khiển, IGBT gần như giống hoàn toàn MOSFET, nghĩa là ủược ủiều khiển bằng ủiện ỏp, do ủú cụng suất ủiều khiển yờu cầu cực nhỏ. Hỡnh 1.24 giới thiệu cấu trỳc bỏn ủẫn của một IGBT.
Về cấu trỳc bỏn dẫn, IGBT rất giống với MOSFET, ủiểm khỏc nhau là cú thờm lớp p nối với Collector tạo nờn cấu trỳc bỏn dẫn p-n-p giữa Emitter (tương tự cực gốc) với Collector (tương tự với cực mỏng), khụng phải là n-n như ở MOSFET
(hỡnh 1.24b). Cú thề coi IGBT tương ủương với một Transistor p-n-p với dũng Base
ủược ủiều khiển bởi một MOSFET (hỡnh 1.24b và c).
Dưới tỏc dụng của ủiện ỏp ủiều khiển UGE > 0, kờnh dẫn với cỏc hạt mang ủiện là cỏc ủiện tử ủược hỡnh thành, giống như ở cấu trỳc MOSFET. Cỏc ủiện tử di chuyển về phớa Collector vượt qua lớp tiếp giỏp n--p như ở cấu trỳc giữa Base và Collector ở Transistor thường tạo nờn dũng Collector.
Ị6.2. ðặc tớnh ủúng cắt của IGBT
Do cú cấu trỳc p-n--p mà ủiện ỏp thuận giữa C và E trong chế ủộ dẫn dũng ở IGBT thấp hơn so với ở MOSFET. Tuy nhiờn cũng do cấu trỳc này mà thời gian ủúng cắt của IGBT chậm hơn so với MOSFET. ủặc biệt là khi khúa lạị Trờn hỡnh 1.24b và c thể hiện cấu trỳc tương ủương của IGBT với một MOSFET và một p-n-p Transistor. Ký hiệu
dũng qua IGBT gồm hai thành phần: i1 là dũng qua MOSFET, i2 là dũng qua Transistor. Phần MOSFET trong IGBT cú thể khúa lại nhanh chúng nếu xả hết
Hỡnh 1.24. IGBT
a) Cấu trỳc bỏn dẫn; b) Cấu trỳc tương ủương với một tranzito n-p-n và một MOSFET; c) Sơủồ tương ủương; d) Ký hiệu