1. Spenningskontrollert drift
I motsetning til bipolare junction transistorer (BJT-er) som er strømstyrte enheter, er strøm-MOSFET-er spenningsstyrte. Denne grunnleggende egenskapen gir flere betydelige fordeler:
- Forenklede krav til portdrift
- Lavere strømforbruk i styrekretsen
- Raskere byttemuligheter
- Ingen sekundære sammenbrudd bekymringer
Figur 1: Forenklede gatedrivkrav til MOSFET-er sammenlignet med BJT-er
2. Overlegen bytteytelse
Power MOSFET-er utmerker seg i høyfrekvenssvitsjeapplikasjoner, og tilbyr en rekke fordeler i forhold til tradisjonelle BJT-er:
Figur 2: Sammenligning av byttehastighet mellom MOSFET og BJT
| Parameter | Strøm MOSFET | BJT |
|---|---|---|
| Byttehastighet | Veldig rask (ns rekkevidde) | Moderat (μs rekkevidde) |
| Byttetap | Lav | Høy |
| Maksimal byttefrekvens | >1 MHz | ~100 kHz |
3. Termiske egenskaper
Power MOSFET-er viser overlegne termiske egenskaper som bidrar til deres pålitelighet og ytelse:
Figur 3: Temperaturkoeffisienten til RDS(på) i strøm-MOSFET-er
- Positiv temperaturkoeffisient forhindrer termisk løping
- Bedre strømdeling i parallelldrift
- Høyere termisk stabilitet
- Bredere sikkert operasjonsområde (SOA)
4. Lav motstand i tilstanden
Moderne strøm-MOSFET-er oppnår ekstremt lav motstand i tilstanden (RDS(on)), noe som fører til flere fordeler:
Figur 4: Historisk forbedring i MOSFET RDS(on)
5. Parallellevne
Power MOSFET-er kan enkelt kobles parallelt for å håndtere høyere strømmer, takket være deres positive temperaturkoeffisient:
Figur 5: Strømdeling i parallellkoblede MOSFET-er
6. Robusthet og pålitelighet
Power MOSFET-er tilbyr utmerket robusthet og pålitelighetsfunksjoner:
- Ingen sekundært sammenbruddsfenomen
- Inherent body diode for beskyttelse mot omvendt spenning
- Utmerket snøskredevne
- Høy dV/dt-kapasitet
Figur 6: Safe Operating Area (SOA) sammenligning mellom MOSFET og BJT
7. Kostnadseffektivitet
Mens individuelle strøm-MOSFET-er kan ha en høyere startkostnad sammenlignet med BJT-er, resulterer deres generelle fordeler på systemnivå ofte i kostnadsbesparelser:
- Forenklede drivkretser reduserer antallet komponenter
- Høyere effektivitet reduserer kjølebehov
- Høyere pålitelighet reduserer vedlikeholdskostnadene
- Mindre størrelse muliggjør kompakt design
8. Fremtidige trender og forbedringer
Fordelene med strøm-MOSFET-er fortsetter å forbedres med teknologiske fremskritt:
Figur 7: Evolusjon og fremtidige trender innen kraft MOSFET-teknologi
