使用功率MOSFET製作線性放大器

作者 : John Dunn,EDN專欄作者

如果功率MOSFET開始振盪,會不會產生熱量並將熱量滯留在多晶矽通道內?

多年前,Rudy Severns曾參加國際整流器(International Rectifier,IR)的巡迴演講,討論了該公司的「Hexfets」功率MOSFET。在當時,這條產品線還算相當新,搜尋筆者的記憶,大約是在1981年左右。那時,Severns擔任IR外部顧問及發言人。

Severns介紹了Hexfets如何為開關模式電源(SMPS)做出出色的貢獻。但他非常明確地建議,對於製造線性放大器或將其用於任何其他非飽和服務,Hexfets可能是一個麻煩的選擇。因為會發生以下兩個問題:

  1. Hexfet在元件封裝的閘極引腳與閘極本身之間具有串聯的電阻路徑,該電阻路徑位於半導體內部,由埋入式多晶矽通道組成。
  2. Hexfet本身是非常高速的元件,如果將它們放在線性工作區域,可能會相當容易突發為寄生RF振盪。

他擔心的是,如果功率MOSFET開始振盪,該元件的多晶矽通道內部就會產生熱,並且幾乎沒有散發熱量的位置。通道可能會變得很熱,足以穿透閘極的氧化層,從而損壞MOSFET。

過了一段時間後,摩托羅拉(Motorola)推出了他們的TMOS功率MOSFET元件,因此我聯繫了他們並進行了簡短的交談。和我交談的人證實了Severns所說的一切,並且還告訴我,摩托羅拉當時正試圖找到一種方法來繞過TMOS多晶矽通道進行金屬化處理,以免產生熱量滯留的問題。但問題在於,他們無法找到一種方法來做到這一點,並且避免易受靜電放電(ESD)損壞TMOS閘極。

幾年後,我碰巧拜訪了一家製造AC電源供應產品的公司,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。

儘管Severns擔心,那時我看到它確實可以完成,但是如果你決定自己嘗試,請務必小心以防寄生振盪。

(參考原文:Using power MOSFETs to make a linear amplifier,by John Dunn,EDN Taiwan Anthea Chuang編譯)

掃描或點擊QR Code立即加入 “EETimes技術論壇” Line 群組 !

 EET-Line技術論壇-QR

發表評論