功率晶体管(Power Transistor)是指可控硅、三极管以及场效应晶体管等场效应电路中的大功率半导体器件,其中有一种重要类型就是MOS场效应晶体管。
MOS场效应晶体管(MOSFET)是近年来出现的一种新型晶体管,具有电压控制、无耗散、速度快、无噪声、频率高,可替代三极管等优点。其结构简单、制造工艺成熟,已成为各种电子设备中交流电源、逆变器及交直流驱动电路的主要开关元件。
1.功率晶体管的反偏安全工作区
功率晶体管在实际使用中,经常会受到较高的反向电压的影响,因此其反偏区域也就成为了比较容易损坏的部分。但是,与低功耗MOSFET不同的是,功率MOSFET在反偏区域有一个比较大的安全工作区(Safe Operating Area,SOA)。如果在这个安全工作区范围内使用,就可以保证器件正常工作而且长期可靠。
具体来说,功率MOSFET的反向工作区包括反向击穿、反向电流限制、热稳定性等多个范围。在这些范围内,器件并不会被损坏或者性能下降。因此,在实际应用中,选用适当型号的功率MOSFET并合理设计电路,可以确保器件在长时间高负载条件下稳定工作。
2.功率晶体管的应用
功率MOSFET广泛应用于各种领域,如电力电子、电视机、计算机、通讯、汽车电子、航空航天、医学仪器等。以电力电子为例,功率MOSFET常用于电池充放电控制、变频器驱动、逆变器、开关电源、电子变压器、电机驱动、太阳能和风力发电等。
需要注意的是,在应用过程中一定要注意安全问题。因为功率MOSFET在负载上只能承受一定的电流和电压,若超过器件允许的最大工作电流和电压,会导致器件失效、甚至烧毁。此外,功率MOSFET的开关速度相对较慢,在高频率下容易出现开关损耗,影响电路效率。