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1、沈 航 北 方 科 技 学 院毕业设计（论文）开题报告功率场效应管（MOSFET）特性试验研究及仿真专 业： 自动化 学生姓名： 姓 名 指导教师： 杜维东 开题时间： 2015年3月 毕业设计（论文）开题报告功率MOS场效应晶体管，即MOSFET，其原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），FET（Field Effect Transistor场效应晶体管），即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。1. 功率场效应管（MOSFET）的历史场效应晶体管于1925年由Julius Edgar Lilienf
2、eld和于1934年由Oskar Heil分别发明，但是实用的器件一直到1952年才被制造出来（结型场效应管）。1960年Dawan Kahng发明了金属氧化物半导体场效应晶体管，从而大部分代替了JFET，对电子行业的发展有着深远的意义。2. 功率场效应管（MOSFET）的组成FET由各种半导体构成，目前硅是最常见的。大部分的FET是由传统块体半导体制造技术制造，使用单晶半导体硅片作为反应区，或者沟道。大部分的不常见体材料，主要有非晶硅、多晶硅或其它在薄膜晶体管中，或者有机场效应晶体管中的非晶半导体。有机场效应晶体管基于有机半导体，常常用有机栅绝缘体和电极。3. 功率场效应管（MOSFET）的
3、应用功率场效应管（MOSFET），目前与我们的日常生活息息相关，如现代电子计算机、超大规模集成电路、数码相机、开关电源、LED照明领域、逆变电源，控制电路、液晶电视、数码音响、热释电传感器等就是以场效应管为基本器件构成和发展起来的。然而由于场效应管栅极河沟道之间的绝缘层易被电压击穿，特别是栅源之间的耐压只有几十伏，电流也仅为微安级，所以在拆、装、存、测过程中，都必须将栅源极短路。MOS场效应管由于特殊的结构和工艺，其栅极与导电沟道没有电接触，即绝缘的，故它的输入电阻很高，可达109以上，工作时几乎栅极不取电流，又栅-源极间电容非常小，极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容
4、上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子损坏。通俗地说，MOS场效应管比较“娇气”。因此MOS场效应管出厂时各管脚都绞合在一起，或装在金属箔内，使G极与S极呈等电位，防止积累静电荷。管子不用时，全部引线也应短接。在测量时应格外小心，并采取相应的防静电感措施。“模拟电子技术与实践”是一门重要的专业技术基础课，场效应管是其中重要的章节，也是学习者较为难以理解的章节，其中放大原理和主要参数辅以实验来化解和提高学习效率是行之有效的方法。但由于目前MOS场效应管的实验装置普遍存在弊端，即实验装置没有充分考虑到场效应管易损的因素，即实验者误操作、带电连接电路、焊接电路，造成实验中场效应管大量损坏，导致实验
5、不能顺利完成，乃至正常开展。经调查，目前高校开展MOS场效应管测试实验的较少，无法深入甚至放弃。4. 课题主要思路及具体操作4.1课题研究主要内容1、熟悉电力电子器件功率场效应晶体管MOSFET主要参数测量方法；2、研究MOSFET器件主要参数测试：开启阀值电压VGS、跨导gFS、导通电阻Rds。输出特性ID=f(Vsd)等的测试研究及仿真；3、纯电阻及阻感负载时，MOSFET开关特性的测试研究；4.2课题主要思路1、学功率场效应晶体管MOSFET的有关参数的测定方法和工作原理，设计实验步骤，做线路搭接并进行实验研究。2、实验数据整理、绘制曲线，对实验结果和理论结果进行对比分析。3、使用MAT
6、LAB软件对各主电路进行仿真。4、完成小型变频器与外围设备的配合试验研究（上）毕业论文。如图4-1所示。收集资料并学习相关知识设计实验并做线路搭接进行实验研究使用MATLAB软件对各主电路进行仿真实验数据整理、绘制曲线并进行分析撰写论文并完成论文图4-14.3具体实验操作步骤1MOSFET主要参数测试；2快速光耦6N137输入、输出延时时间的测试。3驱动电路的输入、输出延时时间测试；4电阻负载时MOSFET开关特性测试；5电阻、电感负载时的开关特性测试；6有与没有栅极反压时的开关过程比较；7不同栅极电阻时的开关特性测试；8栅源极电容充放电电流测试；9消除高频振荡试验。5. 课题进度安排表1序号
7、阶段性主要任务完成时间1 理解毕设题目内容及主要任务，广泛收集并消化资料（不少于10篇），熟悉相关组件及仪器。第1周（3月8日之前）2继续收集消化相关资料，完成实验方案设计，拟定实验方法和实验步骤。第2周（3月15日之前）3完成实验电路设计并进行实际搭接，掌握有关实验方法。 第3周（3月22日之前）4完成要求的实验研究，直至取得正确的实验数据，把理论和实验结果进行对比分析。第8周（4月26日之前）5 做各项目的仿真，并与实验电路和实验结果进行对比分析，进行归纳、总结。第10周(5月13日之前)6着手毕业论文写作，拟定论文提纲、论文目录，内容摘要，完成论文初稿。第12周(5月24日之前)7完成外
8、文资料翻译，修改论文初稿，交给指导教师审阅。第14周(6月7日之前)8按要求修改论文及外文翻译，装订并上交答辩委员会。0.5周（6月10日之前）9准备第1批答辩。答辩后按答辩委员会要求修改或补充论文。第16周（6月19日）10准备第2批答辩，答辩后按答辩委员会要求修改论文。第18周（7月3日之前）11答辩以后其他事宜（送有关教师审阅，合格后重新装订、存档等）。第19周(7月10日之前)12办理离校手续等事宜。第20周(7月17日之前)6. 参考文献 1 王兆安，刘进军主编：电力电子技术（第五版）北京：机械工业出版社，2009.52 浙江求是公司：电力电子及电气传动实验台实验指导书（上）3 栗书贤等主编：电力电子技术实验第1版，机械工业出版社，2004年8月4张占松，蔡宣三主编：开关电源的原理与设计（修订版）北京：电子工业出版社，2004.9 5 沙占友，马洪涛，王书海主编：特种集成电源设计与应用北京：中国电力出版社，2007 6 王水平，史俊杰，田庆安. 主编：开关稳压电源原理、设计及实用电路（修订版）.西安；西安电子科技大学出版社，2005.10 7 康华光主编：电子技术基础 模拟部分 （第五版）.北京：高等教育出版社，2006 3
