上屏电压场效应管(简称上管)是一种重要的功率半导体器件,广泛应用于电力电子领域。它与下管(也称为漏极电压场效应管)组成了一对互补型场效应管,用于实现功率开关控制。
上管的结构如图所示。它由一块P型硅晶体片作为衬底,上面覆盖着N型沟道区和P型掺杂区。沟道区和掺杂区之间形成PN结,可以控制电流的流向。在沟道区上方,有一层金属电极(称为栅极),可以通过控制栅极电压来控制沟道区的导电性,从而实现开关控制。
上管的工作原理如下:当栅极电压为0V时,PN结正向偏置,沟道区中的电子被PN结推向P型掺杂区,形成一个电子空穴对,导致沟道区中没有电子可以导电。因此,上管处于关断状态。当栅极电压为正值时,PN结反向偏置,沟道区中的电子被吸引到栅极下方,形成一个导电通道,电流可以从源极流向漏极,从而实现开通状态。当栅极电压再次降低到0V,上管又回到关断状态。
上管的特点是具有较低的导通电阻和较高的开关速度,适合用于高频率开关电路。同时,它还具有良好的耐压能力和抗干扰能力,可以用于高压、高温等恶劣环境下的应用。由于上管和下管可以组成互补型功率开关,因此在实际应用中,上管和下管常常配合使用,以实现更为精确和稳定的功率控制。
总之,上屏电压场效应管是一种重要的功率半导体器件,具有广泛的应用前景和良好的性能特点。
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