Výkonové ztráty
Jsou způsobeny nedokonalostí spínaře (propustný úbyten, svod, akumulovaný náboj, neideální sepnutí/vypnutí, apod)
Statické – ON state : propustný úbytek (1-3V @ 10 – 1000A)
– OFF state: závěrný proud (<10mA@1-10kV)
Dynamické – spojené s přechodem OFF-ON-OFF (rostou s frekvencí)
Dynamické parametry diody (PN)
Dynamické vlastnosti diody jsou dány rychlostí, s jakou je možné diodu zaplavit nositele náboje (sepnutí), resp. s jakou je možné nositele náboje odstranit.
Vypnutí diod s PN přechodem je komplikované, neboť při vysoké injekci přechod akumuluje značné množství náboje injekotvaných elektronů a děr, který se celkově jeví jako elektricky neutrální. Nelze jej proto odstranit driftem (elektrickým polem) a je nutné počkat, až náboj zrekombinuje.
Diody s PN přechodem jsou tak při přechodu (komutaci) z propustného do závěrného směru ještě po určitou dobu vodivé, i když je na ně připojeno závěrné napětí. Přechodový jev, ke kterému dochází při závěrné komutaci diody, nazýváme závěrným zotavením.
Diody obecně
Usměrňovací
- Požadavky: – co nejmenší propustný úbytek
– co nejvyšší proudové přetížení
Parametry, které nejsou rozhodující: – dynamické ztráty (pracovní kmitočet je 50 Hz)
– blokovací napětí (často se pracuje se síťovým napětím a nižším)
Výkonový MOSFET
-
Double diffused MOS = DMOS (Laterální DMOS)
-
výkonová součástka je vertikální
-
Modifikuje se příkop
-
Trench = Rozdělíš si čip na aktivní oblast kde nic není, a kde nic není tak se dělá lokální oxidace, ta slouží k oddělení tranzistorů, to je ale velký -> plasmatické leptání a odprašování a vyleptáme trench (hlubší než širší). Nezabírá tedy tolik plochy. Trench se dá také zaplnit a uděláme z toho "ledyenskou láhev" -> kondenzátor. To umožnilo výrobu DRAM kde se těch kapacit využívalo jako paměťových prvků. Dnes se ty trenche mohou pro paměti dělat i vertikálně. Můžeme tím dělat tranzistor co má gate orientovaný vertikálně.
-
RDS(ON) Drain – Source On Resistance
-
Odpor výkonového mosfetu v sepnutém stavu je důležitým parametrem ovlivňujícím maximální proudové zatížení a výkonovou ztrátu spínače.
Cool (Super Junction) MOS
- Využívá se pro snížení RDS(ON)
IGBT
- Problémém mosfetu je to že je to unipolární součástka -> driftová oblast omezuje jeho schopnosti, může totiž vést jen omezené množství elektronů