VMOS(Vertical MOSFET)管,也称为垂直MOSFET管,是一种金属氧化物半导体场效应晶体管,属于功率MOS管的一种。与传统的MOS管不同,VMOS管的电流流向和电场方向是垂直的,可以承受更大的电流和电压。
VMOS管是一种常见的功率开关管,主要用于高电压、大电流、高功率的场合,例如交流变频器、电动汽车、太阳能电池梯级、直流变电器等领域。
VMOS管的结构类似于p-n-p-n结构的晶体管,但具有较大的结电容和较低的漏电流。其工作原理如下:
在零偏压时,VMOS管中的pn结不存在主导电流,但是在MOS结的通道中会形成一定的电子浓度,使得MOS管的漏电流不断存在,这称为阴极电流。
当VGS大于Vth时,MOS结通道中的电子浓度急剧增加,从而增大了通道的尺寸,使得阴极电流逐渐变大,同时MOS管的阈值电压也降低了。随着VGS的增大,阴极电流的变化不断加大,直到达到最大饱和值,此时MOS管的导通状态达到最佳。
在正向电压的作用下,VMOS管中的pn结会导致主导电流,形成通道电导,使得MOS管的漏电流不断增大,从而导致管子的失效。
VMOS管具有如下几个特点:
(1)导通电阻小,体效应开关速度快。
(2)漏电流小,雪崩能力强。
(3)抑制了漏电结电容的影响,高频特性好。
(4)承受反向电压能力强,适用于大功率开关电路。
VMOS管具有如下的优点和缺点:
优点:
(1)阻抗小,控制电压低。
(2)具有体效应,开关速度快。
(3)低漏电流,高雪崩能力。
(4)适用于大功率开关电路。
缺点:
(1)转移电阻较大,在导电状况下的电压降较大。
(2)开关速度1倍以上低于MOSFET。
(3)较高的导通电阻和反向导电能力需指定绕组捆绑阻止和自然对流散热。