CN105391306B

CN105391306B - 高频电源装置

Info

Publication number: CN105391306B
Application number: CN201510541315.1A
Authority: CN
Inventors: 土生俊也
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2018-09-04
Anticipated expiration: 2035-08-28
Also published as: JP6323260B2; US9526161B2; CN105391306A; US20160066404A1; JP2016051556A

Abstract

本发明提供一种高频电源装置，其将变压器(6)形成为大致U字形。由此，能够确保变压器(6)的长度，同时缩短变压器(6)的次级线圈的输入端和输出端、与半导体元件的控制端子之间的图案布线(12)。另外，平行地配置变压器(6)的初级线圈以及次级线圈。由此，初级线圈以及次级线圈的耦合度变大。在框体内收容除去感应线圈的LC谐振电路、开关电路以及变压器。在框体内设置水冷式的散热器，并且通过空冷风机一边将框体内的空气引导到散热器一边使其循环。本发明是一种通过增大反馈电压而不需要向半导体元件的控制端子供给直流偏置电压、能够防止装置内的部件被装置外的空气污染的、高可靠性、高效率、电路结构简单的高频电源装置。

Description

高频电源装置

技术领域

本发明涉及一种用于通过针对谐振电路中所含的感应线圈而从直流电源经由开关电路供给高频电力来生成等离子体的自激振荡方式的高频电源装置。

背景技术

例如在电感耦合等离子体(ICP：Inductively Coupled Plasma)发光分析装置等分析装置中，采用了通过对谐振电路中所包括的感应线圈供给高频电力来在等离子枪中生成等离子体的结构(例如，参照下述专利文献1～3)。通过对感应线圈供给的高频电力，产生高频电磁场，等离子体中的带电粒子被加速而流过感应电流，从而等离子体被加热。

在这样的结构的情况下，伴随着等离子体的生成，感应线圈的阻抗(电阻分量以及电抗分量)发生变化。即，由于感应电流使通过感应线圈而形成的磁场减小，所以感应线圈的有效的电感减小。另外，由于能量伴随着等离子体的加热而损失，所以在感应线圈中产生电阻分量。进而，根据等离子体生成用气体、分析试样的状态、等离子枪的形状、离子体接入功率等，等离子体的状态也发生变化，感应线圈的阻抗产生变化。

在对等离子体接入功率时，以恒定的振荡频率驱动通过感应线圈与电容器而形成的谐振电路。通常的高频电源的输出阻抗被设定为50Ω，所以在高频电源与谐振电路之间配置阻抗变换电路，从高频电源侧看去的阻抗被控制成始终为50Ω。在这种情况下，为了消除阻抗变换电路产生的反射功率，一般执行由马达等驱动例如阻抗变换电路内的真空可变电容器来调整电容的方法。

在这样的结构的情况下，等离子体接入功率与高频电源的输出功率相等，所以通过使用例如50Ω的功率计来预先校正高频电源的输出功率，由此能够正确地控制等离子体接入功率。然而，在这样的结构中，为了控制阻抗变换电路而始终维持最佳的状态，需要使用复杂的控制机构和昂贵的部件。因此，最近，正广泛采用不使用真空可变电容器等昂贵的部件而根据负载阻抗的变化来使频率变化的方式(所谓的free-running方式)。

在下述专利文献1～3中，作为free-running方式的最简单的电路结构，公开了与自激振荡方式相关的技术。在这些技术中，采用了不将高频电源的输出阻抗限定于50Ω而直接驱动由感应线圈与电容器构成的谐振电路的方式。这样，通过采用根据负载阻抗的变化而频率自动地变化的自激振荡方式，从而能够省略频率的控制电路、阻抗变换电路等，所以能够提供更简单的高频电源装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-214698号公报

专利文献2：日本特表2009-537829号公报

专利文献3：日本特开平6-20793号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

上述专利文献3中，提出了作为放大元件而使用真空管的结构。但是，使用真空管的放大元件不仅效率低，而且电气特性的随时间的变化大，并且寿命短且需要定期更换。

另外，在上述专利文献1以及2那样的结构中，存在以下那样的课题。首先，在具有使用MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等半导体元件的开关电路的以往的自激振荡方式的高频电源装置中，对半导体元件的控制端子提供反馈电压的变压器的初级线圈以及次级线圈的耦合度小，所以反馈电压、例如MOSFET的栅极·源极间的电压振幅小。因此，构成为对半导体元件的控制端子、例如MOSFET的栅极端子与源极端子之间供给直流偏置电压。

然而，放大率、输入阈值电压等半导体元件的电气特性的波动、变动大，难以将直流偏置电压始终控制为最佳的值。另外，在直流偏置电压变得过大的情况下，半导体元件完全成为导通状态，从而有可能有大电流流过，半导体元件破损。

进而，在开关电路是半桥式或者全桥式等情况下，必须针对全部的半导体元件供给直流偏置电压。而且，高压侧的半导体元件需要做成未与接地电位连接的直流偏置电路，所以存在成本变高这样的问题。

另一方面，在等离子体生成用的高频电源装置中，需要向感应线圈供给几百瓦～几千瓦的高频电力，用于自激振荡的电路部等的温度变高，所以需要冷却包括该电路部的发热部。因此，一般采用通过使用例如空冷风机将高频电源装置的外部的空气吹到发热部并将该空气排出到外部来冷却发热部那样的结构。

自激振荡方式的高频电源装置需要将装置主体配置在感应线圈的附近。然而，在如电感耦合等离子体(ICP)发光分析装置等那种有可能使用酸性的试样的装置中，配置有感应线圈的等离子体生成部的附近变成酸性环境。因此，在将高频电源装置的外部的空气吹到发热部那样的结构中，有可能装置内的部件由于装置外的酸性环境、粉尘等而被污染，可靠性降低。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种通过增大反馈电压、从而不需要向半导体元件的控制端子供给直流偏置电压、能够防止装置内的部件被装置外的空气污染的、高可靠性、高效率、电路结构简单的高频电源装置。

解决技术问题的技术手段

本发明的高频电源装置是自激振荡方式的，具备直流电源、LC谐振电路、开关电路以及变压器。所述LC谐振电路包括等离子体生成用的感应线圈以及电容器。所述开关电路包括对从所述直流电源供给的直流电进行切换而提供给所述LC谐振电路的半导体元件。所述变压器具有所述LC谐振电路中所包括的初级线圈、以及为了使所述半导体元件导通或截止而与该半导体元件的控制端子连接了的次级线圈。所述变压器形成为大致U字形。所述变压器的所述初级线圈以及所述次级线圈平行地配置。在所述半导体元件的控制端子上与所述次级线圈并联地连接有电容器。

根据这样的结构，通过将变压器形成为大致U字形，能够确保足以能够生成充分的反馈电压的长度，并且缩短变压器的次级线圈的输入端和输出端、与半导体元件的控制端子之间的布线，抑制由图案电感导致的反馈电压的衰减。另外，通过平行地配置变压器的初级线圈以及次级线圈，从而使初级线圈以及次级线圈的耦合度变大。通过这些构造上的钻研，能够增大反馈电压，所以不需要向半导体元件的控制端子供给直流偏置电压。

进而，通过针对半导体元件的控制端子，与次级线圈并联地连接电容器，能够减小例如MOSFET的栅极、源极间电容的波动、变动的影响。另外，由于使得具有非线性的栅极充电特性的半导体元件的控制端子的电压更加线性地变化，所以能够抑制由负载的电感引起的开关波形的阻尼振荡，实现高的电源效率。

所述变压器也可以通过在同轴上具有所述初级线圈以及所述次级线圈的同轴构造来形成。在这种情况下，所述变压器也可以通过半刚性同轴电缆而构成。

根据这样的结构，通过将初级线圈以及次级线圈相互配置在同轴上，能够使它们的耦合度进一步增大。另外，在使用不具有保护包覆的半刚性同轴电缆来构成了变压器的情况下，无需进行拆除保护包覆的作业，能够实现高的散热效率。

所述变压器也可以与绝缘性的散热器接触。

根据这样的结构，来自变压器的发热经由散热器而被散热，所以能够使散热效率进一步提高。特别是，通过使用绝缘性的散热器，即使在变压器不具有保护包覆的情况下，也能够防止初级线圈的电流在散热器中流过、与次级线圈的交链磁通减小、反馈电压变小的情况。

所述半导体元件也可以是MOSFET。

根据这样的结构，能够增大MOSFET的栅极振幅，不需要向MOSFET的栅极电极供给直流偏置电压。

本发明的高频电源装置是自激振荡方式的，具备直流电源、LC谐振电路、开关电路、变压器、框体、散热器以及空冷风机。所述LC谐振电路包括等离子体生成用的感应线圈以及电容器。所述开关电路包括对从所述直流电源供给的直流电进行切换而提供给所述LC谐振电路的半导体元件。所述变压器具有所述LC谐振电路中所包括的初级线圈、以及为了使所述半导体元件导通或截止而与该半导体元件的控制端子连接的次级线圈。所述框体收容除去所述感应线圈的所述LC谐振电路、所述开关电路以及所述变压器。所述散热器是水冷方式的，设置在所述框体内，冷却该框体内的部件。所述空冷风机设置在所述框体内，一边将该框体内的空气引导到所述散热器一边使其循环。

根据这样的结构，在框体内收容除去感应线圈的LC谐振电路、开关电路以及变压器这些部件，并且，通过空冷风机使框体内的空气循环，从而使装置外的空气不易流入到装置内。因此，能够防止装置内的部件被装置外的空气污染。

另外，框体内的部件通过水冷方式的散热器来冷却，并且通过空冷风机而在框体内循环的空气一边通过水冷方式的散热器来冷却一边进行循环，所以能够实现高的冷却效率。因此，即使是装置外的空气难以流入到装置内的结构，也能够良好地冷却装置内的部件。

发明效果

根据本发明，能够缩短变压器的次级线圈的输入端和输出端、与半导体元件的控制端子之间的布线，并且初级线圈以及次级线圈的耦合度变大，所以能够增大反馈电压。另外，根据本发明，装置外的空气不易流入到装置内，所以能够防止装置内的部件被装置外的空气污染。

附图说明

图1是示出了本发明的一种实施方式的高频电源装置的结构例的电路图。

图2是用于说明变压器的内部构成的概略图。

图3是示出了MOSFET的周边的结构例的部分俯视图。

图4是示出了图3的A-A剖面的剖面图。

图5是示出了图1的高频电源装置的整体构成的概略剖面图。

符号说明

1 直流电源

2 旁路电容器

3 开关电路

4 阻抗变换电路

5 串联谐振电路

6 变压器

10 基板

11 图案布线

12 图案布线

20 散热器

21 主体部

22 散热翅片

31～34 MOSFET

35 布线

36 布线

37 栅极驱动电路

40 空冷风机

41 线圈

42 线圈

43 电容器

51 感应线圈

52 电容器

53 线圈(初级线圈)

60 两端部

61 中心导体

62 绝缘体

63 外部导体

100 框体

101 分隔壁

102 循环路径

301 栅极电极

302 源极电极

371 线圈(次级线圈)

372 电容器

401 吹出口

402 吸入口

具体实施方式

图1是示出了本发明的一种实施方式的高频电源装置的结构例的电路图。该高频电源装置能够应用于例如电感耦合等离子体(ICP)发光分析装置等分析装置，该高频电源装置是具备直流电源1、旁路电容器2、开关电路3、阻抗变换电路4以及LC谐振电路5等的自激振荡方式的高频电源装置。

直流电源1设定开关电路3的直流电压，确定向LC谐振电路5供给的高频电力。旁路电容器2配置在直流电源1与开关电路3之间，确保低阻抗的高频电流路径。

在LC谐振电路5中，包括感应线圈51以及与该感应线圈51连接了的电容器52。在该例子中，针对感应线圈51串联连接电容器52，从而构成串联谐振电路。该LC谐振电路5中所包括的感应线圈51用于生成等离子体，针对该感应线圈51，从直流电源1经由开关电路3供给高频电力，从而能够在等离子枪(未图示)中生成等离子体。

在阻抗变换电路4中，包括2个线圈41、42以及在这些线圈41、42间串联连接了的电容器43。在开关电路3与阻抗变换电路4之间，形成了包括阻抗变换电路4的线圈41、42以及电容器43的环路。另外，在阻抗变换电路4与LC谐振电路5之间，形成了包括阻抗变换电路4的电容器43以及LC谐振电路5的感应线圈51和电容器52的环路。

开关电路3是包括半导体元件的结构，借助该半导体元件而与直流电源1连接。在该例子中，通过包括4个MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)31、32、33、34的电桥电路来构成开关电路3。开关电路3通过半桥式或者全桥式的电桥电路来构成。但是，开关电路3中所包括的半导体元件不限于MOSFET。另外，开关电路3不限于半桥式或者全桥式。

在MOSFET31的漏极电极与MOSFET32的源极电极之间，连接有直流电源1以及旁路电容器2。另外，MOSFET31的源极电极与MOSFET32的漏极电极通过布线35来连接，在该布线35的中途部连接有阻抗变换电路4的线圈41。

在MOSFET33的漏极电极与MOSFET34的源极电极之间，连接有直流电源1以及旁路电容器2。另外，MOSFET33的源极电极与MOSFET34的漏极电极通过布线36来连接，在该布线36的中途部连接有阻抗变换电路4的线圈42。

在各MOSFET31、32、33、34的栅极电极连接有栅极驱动电路37。在使LC谐振电路5振荡时，通过栅极驱动电路37而将各MOSFET31、32、33、34在规定的时间切换为导通状态或者截止状态。由此，能够对从直流电源1供给的直流电进行切换而提供给LC谐振电路5。

在各栅极驱动电路37中，具备相互并联连接了的线圈371以及电容器372。各栅极驱动电路37中所具备的线圈371构成变压器的次级线圈，为了使各MOSFET31、32、33、34导通或截止，该线圈371与各MOSFET31、32、33、34的控制端子(栅极电极、源极电极)连接。各变压器的初级线圈通过LC谐振电路5中所包括的线圈53而构成。各线圈53针对感应线圈51以及电容器52串联连接。这样，在本实施方式中，与各MOSFET31、32、33、34对应起来地设置有通过一对初级线圈53与次级线圈371来构成的变压器，该变压器能够针对各MOSFET31、32、33、34供给反馈电压。

图2是用于说明变压器6的内部构成的概略图。变压器6通过LC谐振电路5所具备的线圈(初级线圈)53以及栅极驱动电路37所具备的线圈(次级线圈)371而构成。

在本实施方式中，变压器6通过半刚性同轴电缆而构成。半硬同轴电缆在同轴上具备线状的中心导体61、覆盖该中心导体61的外侧的筒状的绝缘体62以及覆盖该绝缘体62的外侧的筒状的外部导体63。变压器6的初级线圈53通过外部导体63而构成，次级线圈371通过中心导体61而构成。

由此，变压器6做成在同轴上具有初级线圈53以及次级线圈371的同轴构造，即使在使变压器6弯曲或者弯折了的情况下，也会维持初级线圈53以及次级线圈371相互平行地配置的状态。但是，也可以是变压器6的初级线圈53通过中心导体61而构成，次级线圈371通过外部导体63而构成。

图3是示出了MOSFET31、32的周边的结构例的部分俯视图。另外，图4是示出了图3的A-A剖面的剖面图。在图3以及图4中，仅示出了MOSFET31、32的周边的结构，但关于其他MOSFET33、34的周边的结构，也能够采用同样的结构。

在本实施方式中，在基板10上安装有开关电路3、阻抗变换电路4以及LC谐振电路5等各电路。各电路中所包括的部件通过图案布线11而相互电连接。在等离子体生成用的感应线圈51中流过的电流非常大，所以如果图案布线11的宽度小，则发热变得过多而无法容许。因此，作为图案布线11，优选使用宽幅的图案。此外，基板10既可以是1张，也可以分割成2张以上。

各变压器6被形成为大致U字形。大致U字形意味着以变压器6的两端部60相互接近的方式弯曲或者弯折的形状，所述大致U字形是不限于U字形而还包括“”字形、半圆形等其他形状的概念。通过半刚性同轴电缆而构成的变压器6，其在外部导体63的外侧不具有保护包覆，外部导体63为裸露的状态，各变压器6的初级线圈53与图案布线11连接。另一方面，在各变压器6的次级线圈371的输入端(IN)和输出端(OUT)、与各MOSFET31、32、33、34的控制端子(栅极电极301、源极电极302)之间，在基板10中的与图案布线11侧相反的一侧的面，通过图案布线12来进行电连接。

绝缘性的散热器20接触到各变压器6。在这种情况下，既可以使1个散热器20接触到与各MOSFET31、32、33、34对应起来地设置了的变压器6，也可以使分别不同的散热器20接触到与各MOSFET31、32、33、34对应起来地设置了的变压器6。散热器20通过例如氮化铝制的框而构成。但是，只要是热传导率高的绝缘性的材料，则也可以通过氮化铝以外的材料来形成散热器20。

在变压器6通过同轴电缆而构成时，变压器6的外表面成为圆周面，所以在散热器20中的与变压器6的接触面由平面构成的情况下，散热器20仅接触到同轴电缆的极小的一部分，散热不充分。因此，优选通过在变压器6与散热器20的接触部的周边涂覆例如散热膏，或者将散热器20中的与变压器6的接触面设为与变压器6的外表面对应的凹面，来增加散热器20与变压器6的接触面积。

在本实施方式中，通过将各变压器6形成为大致U字形，确保足以能够生成充分的反馈电压的长度，同时缩短各变压器6的次级线圈371的输入端(IN)和输出端(OUT)、与各MOSFET31、32、33、34的控制端子(栅极电极301、源极电极302)之间的图案布线12，能够抑制由图案电感导致的反馈电压的衰减。另外，通过平行地配置各变压器6的初级线圈53以及次级线圈371，来增加初级线圈53以及次级线圈371的耦合度。

通过这些构造上的钻研，能够增大反馈电压，所以不需要向各MOSFET31、32、33、34的控制端子供给直流偏置电压。即，在如本实施方式那样开关电路3的半导体元件通过MOSFET31、32、33、34而构成的情况下，能够增大MOSFET31、32、33、34的栅极振幅，不需要向MOSFET31、32、33、34的栅极电极供给直流偏置电压。

进而，如图1所示，针对各MOSFET31、32、33、34的控制端子，与次级线圈371并联地连接电容器372，从而能够减小各MOSFET31、32、33、34的栅极·源极间电容的波动、变动的影响。另外，因为使得具有非线性的栅极充电特性的各MOSFET31、32、33、34的控制端子的电压更加线性地变化，所以能够抑制由负载的电感引起的开关波形的阻尼振荡，实现高的电源效率。

特别是，在本实施方式中，通过将初级线圈53以及次级线圈371相互配置在同轴上，能够使它们的耦合度更加增大。另外，通过使用不具有保护包覆的半刚性同轴电缆来构成各变压器6，无需进行拆除保护包覆的作业，能够实现高的散热效率。

进而，来自各变压器6的发热经由散热器20而被散热，所以能够进一步提高散热效率。特别是，通过使用绝缘性的散热器20，即使在各变压器6不具有保护包覆的情况下，也能够防止初级线圈的电流在散热器20流过、与次级线圈的交链磁通减小、反馈电压变小的情况。

图5是示出了图1的高频电源装置的整体构成的概略剖面图。该高频电源装置具有在中空状的框体100内具备各种部件的结构。在框体100中，形成有用于使电缆插入贯通的插入贯通孔等，但除此以外未形成开口部，框体100内成为大致密闭状态。即，在框体100中，未形成有用于吸入空气到框体100内的吸气口、用于排出框体100内的空气的排出口等。

框体100内的空间通过1个或者多个分隔壁101来分隔。安装了开关电路3、阻抗变换电路4以及LC谐振电路5等各电路的基板10例如通过分隔壁101来保持。由此，在框体100内收容了开关电路3、LC谐振电路5以及变压器6等各种部件。

但是，关于LC谐振电路5中所包括的感应线圈51，未收容在框体100内，而是配置在等离子体架(日文：プラズマスタンド)(未图示)的内部。框体100内的基板10与框体100外的感应线圈51例如通过铜板等导电体来连接，在感应线圈51与等离子体架之间，通过例如氟树脂等绝缘体来隔开。

在基板10上，安装有设置在框体100内的散热器20。散热器20例如是水冷方式，该散热器20具备制冷剂流过的主体部21、以及从主体部21突出的多张散热翅片22。散热器20主要冷却安装在基板10上的MOSFET。使其主体部21直接接触到例如基板10，还能够冷却基板10以及安装在基板10上的部件。但是，由于变成经由基板10的绝缘材料的散热，所以不充分。

因此，在框体100内，除上述的基板10以及散热器20以外，还设置了空冷风机40。空冷风机40例如通过分隔壁101来保持，与基板10的与散热器20侧相反的一侧的面相对。由此，在旋转驱动了空冷风机40的情况下，从该空冷风机40对基板10吹框体100内的空气。

通过分隔壁101来分隔了的框体100内的空间构成用于使框体100内的空气循环的循环路径102。即，从空冷风机40的吹出口401吹出了的空气在暴露到在循环路径102的中途所设置的基板10以及散热器20之后，从吸入口402被吸入到空冷风机40，再次从吹出口401吹出。

散热器20中所具备的多张散热翅片22分别以沿着循环路径102中的空气的流通方向延伸的方式，相互隔出间隔地平行配置。这样，通过在循环路径102的中途配置散热器20(散热翅片22)，能够一边通过空冷风机40将框体100内的空气引导到散热器20，一边使其循环。

这样，在本实施方式中，将除去感应线圈51的LC谐振电路5、开关电路3以及变压器6这些部件收容到框体100内，并且，通过空冷风机40使框体100内的空气循环，从而使装置外的空气不易流入到装置内。因此，能够防止装置内的部件被装置外的空气污染。

另外，框体100内的部件通过水冷方式的散热器20来冷却，并且通过空冷风机40在框体100内循环的空气一边通过水冷方式的散热器20冷却一边进行循环，所以能够实现高的冷却效率。因此，即使是装置外的空气难以流入到装置内的结构，也能够良好地冷却装置内的部件。

在以上的实施方式中，说明了具有感应线圈51的LC谐振电路5通过针对感应线圈51而串联连接了电容器52的串联谐振电路来构成的情况。但是，不限于这样的结构，也可以通过针对感应线圈51而并联连接了电容器52的并联谐振电路来构成LC谐振电路5。

变压器6不限于通过半硬性同轴电缆而构成，也可以通过其他同轴电缆而构成。在将具有保护包覆的同轴电缆用作变压器6的情况下，优选去掉保护包覆来使用。但是，不限于使用同轴电缆的结构，还可以是仅将变压器6的初级线圈53以及次级线圈371配置在同轴上的结构，也可以是不是在同轴上配置而是仅仅平行地配置的结构。

本发明的高频电源装置不限于ICP发光分析装置，也能够应用于利用等离子体来进行分析的其他分析装置。另外，本发明的高频电源装置不限于分析装置，也能够应用于利用等离子体的其他各种装置(例如，等离子体CVD用的高频振荡电路等)。

Claims

1.一种自激振荡方式的高频电源装置，其特征在于，具备：

直流电源；

LC谐振电路，其包括等离子体生成用的感应线圈以及电容器；

开关电路，其包括对从所述直流电源供给的直流电进行切换并提供给所述LC谐振电路的半导体元件；以及

变压器，其具有所述LC谐振电路所包括的初级线圈、以及为了使所述半导体元件导通或截止而与该半导体元件的控制端子连接的次级线圈，

所述半导体元件的所述控制端子包括栅极电极和源极电极，

所述变压器形成为大致U字形，由此，所述次级线圈的输入端和输出端以与所述半导体元件的所述控制端子的间隔对准的方式与所述半导体元件的所述控制端子连接，

所述变压器的所述初级线圈以及所述次级线圈平行地配置，

在所述半导体元件的所述控制端子上与所述次级线圈并联地连接有电容器。

2.根据权利要求1所述的高频电源装置，其特征在于，

所述变压器通过在同轴上具有所述初级线圈以及所述次级线圈的同轴构造来形成。

3.根据权利要求2所述的高频电源装置，其特征在于，

所述变压器通过半刚性同轴电缆构成。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的高频电源装置，其特征在于，

所述变压器与绝缘性的散热器接触。

5.根据权利要求1～3中的任一项所述的高频电源装置，其特征在于，

所述半导体元件是金属氧化物半导体场效应晶体管。