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SMPS 功率器件性能分析比较 Analysis and Comparison on SMPS Power Devices Characteristic 赵忠礼 Zhao Zhongli 北京时代新晨电子技术有限公司 100080 北京 Beijing Brilliance Time Electronic Technology Co., Ltd 摘要：本文对SMPS 功率器件性能和一定应用条件下的f 和T 的计算分析。给出了器件选 sm j 择和应用的原则。 Abstract: This article introduces SMPS Power Device characteristics and the calculation as well as the analysis of f and T under specific condition. It also gives out the rule of the selection sm j and application of the devices. 关键词：SMPS 功率器件，分析和比较 Keywords: SMPS Power Devices, Analysis and Comparison 引言： SMPS （Switching Mode Power Supply ）朝着高频、高效、高可靠，高功率因数和低成 本的方向发展。功率器件则要求高速、高可靠、低损耗和低成本。目前所用功率器件主要是 MOSFET 和IGBT 。功率MOSFET 的发展是围绕降低高压MOSFET 的导通电阻R 的， DS (ON ) 为此出现了IGBT 和COOLMOS 。IGBT 是在MOSFET 的漏极加一P 层，注入少子 穴实 现电导调制作用，从而降低导通电压。COOLMOS 则是利用 P 型镶条的插入和降低漂移区 的电阻实现电荷补偿作用达到降低R 的目的。在高速、低损耗MOS7 的工艺基础上生 DS (ON ) 产的MOS7-IGBT，实现了高速、低损耗、低成本及短拖尾时间。在开关频率f s 100KHz 的应用领域是高压功率MOSFET 的强有力竞争对手。 目前供电路设计者选择的 SMPS 功率器件有：第五代 MOSFET （MOS5 ），第七代 MOSFET （MOS7），COOLMOS 和MOS7-IGBT 。这四种器件基本代表了近几十年来SMPS 器件的发展成果。以下从半导体器件原理的角度比较分析了四种器件的电性能、可使用性及 经济性，供使用者选择器件和设计计算参考。 一、 四种SMPS 器件的电性能： 1．MOSFET、COOLMOS 和IGBT 的结构及电流传输 图1 给出MOSFET、IGBT 和COOLMOS 的结构和电流传输机构图。由于器件的结构 和电流传输的不同，使得电性能也不同。 图1 MOSFET、IGBT 和COOLMOS 的结构和电流传输 2 ．主要电参数： 表1 给出APT5010LVR （MOS5）、APT5010B2LL （MOS7）、APT47N60BC3 （COOLMOS ） 和APT30GP60B （MOS7-IGBT ）的主要电参数的汇集表。 表1：主要电参表 型号 APT5010LVR APT5010B2LL APT47N60BC3 APT30GP60B 参数 P （25 ℃）（W ） 520