用功率MOSFET製作線性放大器有何風險?

2020-12-14 EDN電子設計技術

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。當時這條產品線還相當新，根據筆者的記憶，大約是在1981年左右。那時候，Severns擔任IR外部顧問及發言人。mOlednc

Severns介紹了Hexfets如何為開關模式電源(SMPS)做出了出色的貢獻。但他明確建議，對於製造線性放大器或用於任何其他非飽和業務，選擇Hexfets都可能引起麻煩。因為會發生以下兩個問題：mOlednc

1.  Hexfet在元件封裝的柵極引腳與柵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，由嵌入式多晶矽通道組成。mOlednc

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振蕩。mOlednc

他擔心的是，如果功率MOSFET開始振蕩，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，足以穿透柵極的氧化層，從而損壞MOSFET。mOlednc

過了一段時間後，摩託羅拉推出了他們的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，摩託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。但問題在於，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，又可實現這一目的。mOlednc

幾年後，我碰巧拜訪了一家製造AC電源產品的公司，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。mOlednc

儘管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。mOlednc

(參考原文：Using power MOSFETs to make a linear amplifier，由Anthea Chuang編譯)mOlednc

責編：Jenny LiaomOlednc

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