Da cui può essere ridotta potenza

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È usato principalmente come interruttore all'interno di alimentatori e convertitori di potenza. La sezione verticale di un VDMOS vedi figura 1 mostra come l'elettrodo di source è posto al di sopra dell'elettrodo di drain. Di conseguenza, quando il da cui può essere ridotta potenza è nello stato ON, si ha una corrente principalmente verticale. In una struttura planare, la corrente e la tensione di breakdown sono entrambe funzioni della dimensione del canale rispettivamente larghezza e lunghezza del canale con il risultato di un uso poco efficiente del silicio.

Con una struttura verticale, il rating di tensione del transistor è funzione del drogaggio e dello spessore dello strato epitassiale N vedi figura 1mentre il rating di corrente è funzione della larghezza del canale. Da notare che esistono anche MOSFET di potenza con struttura laterale, utilizzati soprattutto negli amplificatori audio high-end. Il loro vantaggio è un miglior comportamento nella regione di saturazione corrispondente alla regione lineare dei Transistor a giunzione bipolare rispetto ai MOSFET verticali.

Quando questa struttura fortemente asimmetrica è polarizzata inversamente, la regione di carica spaziale si estende principalmente nel lato meno drogato, cioè lo strato N.

I da cui può essere ridotta potenza principali parametri che governano sia la tensione di breakdown che la R DSon da cui può essere ridotta potenza transistor sono il livello di drogaggio e lo spessore dello strato epitassiale N.

Più è spesso lo strato e minore è il livello di drogaggio e maggior sarà la tensione di breakdown. Viceversa, più è sottile lo strato e da cui può essere ridotta potenza è da cui può essere ridotta potenza il livello di drogaggio e più bassa sarà la resistenza di ON e quindi minori saranno le perdite di conduzione del MOSFET.

Sotto certe condizioni elevate correnti di drain, quando la tensione tra drain e source è di pochi volt nello stato ONquesto transistor NPN parassita risulta essere attivo e rende il MOSFET incontrollabile.

Facendo in modo che la metallizzazione di source copra anche la regione P, si connettono base ed emettitore del transistor parassita, in modo da prevenire latching spuri. Da cui può essere ridotta potenza non bisogna rimuovere portatori minoritari come nei dispositivi bipolari. Queste capacità devono essere caricate e scaricate quando il transistor commuta. Questi circuiti determinano effettivamente la velocità di commutazione del da cui può essere ridotta potenza assumendo che il circuito di potenza abbia induttanze sufficientemente basse.

Nei datasheet dei MOSFET, le capacità sono spesso chiamate C iss capacità di input, con i terminali di drain e source in corto circuitoC oss capacità di output, con i terminali di gate e source in corto circuitoand C rss reverse transfer capacitance. Le relazioni tra queste capacità e le altre le capacità "reali" sono le seguenti:. C oxm è la capacità tra la gate polisilicio e l'elettrodo di source metallocosicché anche questa è costante. La prima è la capacità dell'ossido C oxDcostituita dall'elettrodo di gate, dal biossido di silicio e dallo strato epitassiale N.

Essa ha un valore costante. Di conseguenza, il valore di C GD è:. La larghezza della regione di carica spaziale è data da [1]. All'aumentare della tensione, la capacità diminuisce. Siccome la metallizzazione di source si sovrappone al pozzo P vedi figura 1i terminali di drain e source sono separati da una giunzione P-N. Quindi la C DS è la capacità di giunzione. Per operare, il MOSFET deve essere connesso ad un circuito esterno, la maggior parte delle volte utilizzando wire bonds benché siano state investigate tecniche alternative.

Queste connessioni esibiscono una induttanza parassita, che non è caratteristica della tecnologia del MOSFET, ma ha importanti effetti a causa delle elevate velocità di commutazione. Le induttanze parassite tendono a mantenere la corrente costante e generano degli overshoot di tensione durante il turn off del transistor. Esse hanno effetti diversi:.

Inoltre una elevata differenza di potenziale tra gate e source riduce significativamente il tempo di vita del MOSFET con scarsi o nulli effetti di riduzione della R DSon.

Il superamento di tale tensione di rottura causa la conduzione del MOSFET, con il possibile danneggiamento del componente o degli elementi che compongono il circuito a causa dell'eccessiva dissipazione di potenza.

La corrente di drain deve tipicamente restare al di sotto di un determinato valore. La corrente di drain è limitata dal surriscaldamento dovuto alle perdite dei vari componenti del dispositivo ad esempio le perdite per effetto joule dei collegamenti interni. Tale valore è tipico del dispositivo e determinato dal layout del die e dalla tipologia di package. La massima temperatura di lavoro è determinata dalla potenza dissipata e dalla resistenza termica. La resistenza termica tra giunzione e case è una caratteristica intrinseca del dispositivo e del package; la resistenza termica tra case e ambiente è fortemente dipendente dal tipo di montaggio sulla board, dal flusso di aria o di fluido refrigerante e dall'area disponibile per la dissipazione.

È rappresentata graficamente come un'area nel piano definito da questi due parametri. Sia la corrente di drain che la tensione tra drain e source devono stare al di sotto dei loro rispettivi valori massimi e, inoltre, il loro prodotto deve essere minore della massima potenza dissipabile dal dispositivo.

Per evitare il latch-up, il body ed il source sono tipicamente cortocircuitati all'interno del package stesso del dispositivo. La larghezza del canale di da cui può essere ridotta potenza è la terza dimensione asse Z della sezione verticale mostrata. Al fine di minimizzare il costo e le dimensioni del dispositivo, è preferibile realizzare transistor con una area del die più piccola possibile.

Per tali celle sono state proposte varie forme, di cui la più famosa è quella esagonale Hexfet. Un altro modo per aumentare la densità del canale è quello di ridurre la dimensione delle strutture elementari. In tal modo, su una data superficie, si possono realizzare molte celle e ottenere quindi una maggiore larghezza del canale. Tuttavia, minore è la dimensione della celle, più diventa difficile assicurare un adeguato contatto su ciascuna cella.

Poiché il canale si forma all'interno di una regione N, questo transistor viene acceso da una tensione tra gate e source negativa. Questa struttura presenta una scanalatura a V nella regione di gate e fu utilizzata per i primi dispositivi commerciali [3].

In tale tipologia di Mosfet di potenza, l'elettrodo di gate è sepolto in una trincea realizzata tramite etching nel silicio. In tal modo si ottiene un canale verticale. L'aspetto più interessante di tale struttura è l'assenza dell'effetto JFET.

Il nome di tale dispositivo deriva dalla forma ad U della trincea. In particolare per tensioni superiori ai V, alcuni produttori, in particolare Infineon Technologieshanno iniziato ad utilizzare un principio a compensazione di carica. Altri progetti. Massima corrente di drain Modifica La corrente di drain da cui può essere ridotta potenza tipicamente restare al di sotto di un determinato valore.

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