利用功率MOSFET制造線性放大器,可能發(fā)生兩個問題:在元件封裝的柵極引腳與柵極本身之間具有串聯(lián)的電阻路徑,電阻路徑位于半導體內(nèi)部,由嵌入式多晶硅通道組成;功率MOSFET是非常高速的元件,如果將放在線性工作區(qū)域,可能會突發(fā)寄生RF振蕩。
多年前,Rudy Severns曾參加國際整流器(International Rectifier,IR)的巡回演講,討論了該公司的“Hexfets”功率MOSFET。當時這條產(chǎn)品線還相當新,根據(jù)筆者的記憶,大約是在1981年左右。那時候,Severns擔任IR外部顧問及發(fā)言人。
Severns介紹了Hexfets如何為開關(guān)模式電源(SMPS)做出了出色的貢獻。但他明確建議,對于制造線性放大器或用于任何其他非飽和業(yè)務,選擇Hexfets都可能引起麻煩。因為會發(fā)生以下兩個問題:
1. Hexfet在元件封裝的柵極引腳與柵極本身之間具有串聯(lián)的電阻路徑,該電阻路徑位于半導體內(nèi)部,由嵌入式多晶硅通道組成。 2. Hexfet本身是非常高速的元件,如果將它們放在線性工作區(qū)域,可能會相當容易突發(fā)為寄生RF振蕩。
他擔心的是,如果功率MOSFET開始振蕩,該元件的多晶硅通道內(nèi)部就會產(chǎn)生熱,并且?guī)缀鯖]有散發(fā)熱量的位置。通道可能會變得很熱,足以穿透柵極的氧化層,從而損壞MOSFET。
過了一段時間后,摩托羅拉推出了他們的TMOS功率MOSFET元件,因此我聯(lián)系了他們并進行了簡短的交談。和我交談的人證實了Severns所說的一切,并且還告訴我,摩托羅拉當時正試圖找到一種方法來繞過TMOS多晶硅通道進行金屬化處理,以免產(chǎn)生熱量滯留。但問題在于,他們無法找到一種方法既可避免TMOS柵極遭受靜電放電(ESD)損壞,又可實現(xiàn)這一目的。
幾年后,我碰巧拜訪了一家制造AC電源產(chǎn)品的公司,令我驚訝的是,這家公司使用了Hitachi的功率MOSFET作為推挽(push-pull) B類服務中的線性功率放大器。
盡管Severns之前的擔心仍然存在,但我看到它確實可以工作,但是如果你決定自己嘗試,請務必小心以防寄生振蕩。
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原文標題:用功率MOSFET制作線性放大器有何風險?
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