1.選用合適mos管場效應管在使用時要注意什么的輸入電壓規(guī)格;
2.選擇合適的功率。為mos管場效應管在使用時要注意什么了使電源的壽命增長mos管場效應管在使用時要注意什么,建議選用多30%輸出功率額定的機種 。例如若系統(tǒng)需要一個100W的電源 ,則建議挑選大于130W輸出功率額定的機種,以此類推可有效提升電源的壽命。
3.考慮負載特性。如果負載是馬達 、燈泡或電容性負載,當開機瞬間時電流較大 ,應選用合適電源以免過載 。如果負載是馬達時應考慮停機時電壓倒灌。
4.此外尚需考慮電源的工作環(huán)境溫度,及有無額外的輔助散熱設備,在過高的環(huán)溫電源需減額輸出。環(huán)溫對輸出功率的減額曲線
5.根據(jù)應用所需選擇各項功能mos管場效應管在使用時要注意什么: 保護功能mos管場效應管在使用時要注意什么:過電壓保護(OVP)、過溫度保護(OAH )、過負載保護(OLP)等 。 應用功能:信號功能(供電正常 、供電失效)、遙控功能、遙測功能 、并聯(lián)功能等。 特殊功能 : 功因矯正 (PFC) 、不斷電 (UPS)
6.選擇所需符合的安規(guī)及電磁兼容 (EMC) 認證。
開關電源是利用現(xiàn)代電力電子技術 ,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調(diào)制(AH M)控制IC和MOSFET構(gòu)成 。隨著電力電子技術的發(fā)展和創(chuàng)新 ,使得開關電源技術也在不斷地創(chuàng)新。
MOS場效應管
即金屬-氧化物-半導體型場效應管mos管場效應管在使用時要注意什么,英文縮寫為MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor)mos管場效應管在使用時要注意什么,屬于絕緣柵型。其主要特點是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層mos管場效應管在使用時要注意什么,因此具有很高的輸入電阻(最高可達1015Ω)。它也分N溝道管和P溝道管 ,符號如圖1所示 。通常是將襯底(基板)與源極S接在一起。根據(jù)導電方式的不同,MOSFET又分增強型、耗盡型。所謂增強型是指mos管場效應管在使用時要注意什么:當VAH =0時管子是呈截止狀態(tài),加上正確的VAH 后 ,多數(shù)載流子被吸引到柵極,從而“增強”了該區(qū)域的載流子,形成導電溝道 。耗盡型則是指 ,當VAH =0時即形成溝道,加上正確的VAH 時,能使多數(shù)載流子流出溝道 ,因而“耗盡 ”了載流子,使管子轉(zhuǎn)向截止。
以N溝道為例,它是在P型硅襯底上制成兩個高摻雜濃度的源擴散區(qū)N+和漏擴散區(qū)N+ ,再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內(nèi)部連通,二者總保持等電位 。圖1(a)符號中的前頭方向是從外向電,表示從P型材料(襯底)指身N型溝道。當漏接電源正極,源極接電源負極并使VAH =0時 ,溝道電流(即漏極電流)ID=0。隨著VAH 逐漸升高,受柵極正電壓的吸引,在兩個擴散區(qū)之間就感應出帶負電的少數(shù)載流子 ,形成從漏極到源極的N型溝道,當VAH 大于管子的開啟電壓VTN(一般約為+2V)時,N溝道管開始導通 ,形成漏極電流ID 。
國產(chǎn)N溝道MOSFET的典型產(chǎn)品有3DO1 、3DO2、3DO4(以上均為單柵管),4DO1(雙柵管)。它們的管腳排列(底視圖)見圖2。
MOS場效應管比較“嬌氣” 。這是由于它的輸入電阻很高,而柵-源極間電容又非常小 ,極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電,而少量電荷就可在極間電容上形成相當高的電壓(U=Q/C),將管子損壞。因此了廠時各管腳都絞合在一起 ,或裝在金屬箔內(nèi),使G極與S極呈等電位,防止積累靜電荷。管子不用時,全部引線也應短接。在測量時應格外小心 ,并采取相應的防靜電感措施 。下面介紹檢測方法。
1.準備工作
測量之前,先把人體對地短路后,才能摸觸MOSFET的管腳。最好在手腕上接一條導線與大地連通 ,使人體與大地保持等電位 。再把管腳分開,然后拆掉導線。
2.判定電極
將萬用表撥于R×100檔,首先確定柵極。若某腳與其它腳的電阻都是無窮大 ,證明此腳就是柵極G 。交換表筆重測量,S-D之間的電阻值應為幾百歐至幾千歐,其中阻值較小的那一次 ,黑表筆接的為D極,紅表筆接的是S極。日本生產(chǎn)的3SK系列產(chǎn)品,S極與管殼接通 ,據(jù)此很容易確定S極。
3.檢查放大能力(跨導)
將G極懸空,黑表筆接D極,紅表筆接S極,然后用手指觸摸G極 ,表針應有較大的偏轉(zhuǎn) 。雙柵MOS場效應管有兩個柵極G1、G2。為區(qū)分之,可用手分別觸摸G1、G2極,其中表針向左側(cè)偏轉(zhuǎn)幅度較大的為G2極。
目前有的MOSFET管在G-S極間增加了保護二極管 ,平時就不需要把各管腳短路了 。
VMOS場效應管
VMOS場效應管(VMOSFET)簡稱VMOS管或功率場效應管,其全稱為V型槽MOS場效應管。它是繼MOSFET之后新發(fā)展起來的高效 、功率開關器件。它不僅繼承了MOS場效應管輸入阻抗高(≥108W)、驅(qū)動電流?。ㄗ笥?.1μA左右),還具有耐壓高(最高可耐壓1200V)、工作電流大(1.5a~100A) 、輸出功率高(1~250W)、跨導的線性好、開關速度快等優(yōu)良特性。正是由于它將電子管與功率晶體管之優(yōu)點集于一身 ,因此在電壓放大器(電壓放大倍數(shù)可達數(shù)千倍) 、功率放大器、開關電源和逆變器中正獲得廣泛應用 。
眾所周知,傳統(tǒng)的MOS場效應管的柵極、源極和漏極大大致處于同一水平面的芯片上,其工作電流基本上是沿水平方向流動。VMOS管則不同 ,從圖1上可以看出其兩大結(jié)構(gòu)特點:第一,金屬柵極采用V型槽結(jié)構(gòu);第二,具有垂直導電性。由于漏極是從芯片的背面引出 ,所以ID不是沿芯片水平流動,而是自重摻雜N+區(qū)(源極S)出發(fā),經(jīng)過P溝道流入輕摻雜N-漂移區(qū),最后垂直向下到達漏極D 。電流方向如圖中箭頭所示 ,因為流通截面積增大,所以能通過大電流。由于在柵極與芯片之間有二氧化硅絕緣層,因此它仍屬于絕緣柵型MOS場效應管。
國內(nèi)生產(chǎn)VMOS場效應管的主要廠家有877廠 、天津半導體器件四廠、杭州電子管廠等 ,典型產(chǎn)品有VN401、VN672 、VMAH 2等 。表1列出六種VMOS管的主要參數(shù)。其中,IRFPC50的外型如圖3所示。
下面介紹檢測VMOS管的方法 。
1.判定柵極G
將萬用表撥至R×1k檔分別測量三個管腳之間的電阻。若發(fā)現(xiàn)某腳與其字兩腳的電阻均呈無窮大,并且交換表筆后仍為無窮大 ,則證明此腳為G極,因為它和另外兩個管腳是絕緣的。
2.判定源極S、漏極D
由圖1可見,在源-漏之間有一個PN結(jié) ,因此根據(jù)PN結(jié)正、反向電阻存在差異,可識別S極與D極 。用交換表筆法測兩次電阻,其中電阻值較低(一般為幾千歐至十幾千歐)的一次為正向電阻 ,此時黑表筆的是S極,紅表筆接D極。
3.測量漏-源通態(tài)電阻RDS(on)
將G-S極短路,選擇萬用表的R×1檔,黑表筆接S極 ,紅表筆接D極,阻值應為幾歐至十幾歐。
由于測試條件不同,測出的RDS(on)值比手冊中給出的典型值要高一些。例如用500型萬用表R×1檔實測一只IRFPC50型VMOS管 ,RDS(on)=3.2W,大于0.58W(典型值) 。
4.檢查跨導
將萬用表置于R×1k(或R×100)檔,紅表筆接S極 ,黑表筆接D極,手持螺絲刀去碰觸柵極,表針應有明顯偏轉(zhuǎn) ,偏轉(zhuǎn)愈大,管子的跨導愈高。
注意事項:
(1)VMOS管亦分N溝道管與P溝道管,但絕大多數(shù)產(chǎn)品屬于N溝道管。對于P溝道管 ,測量時應交換表筆的位置 。
(2)有少數(shù)VMOS管在G-S之間并有保護二極管,本檢測方法中的1、2項不再適用。
(3)目前市場上還有一種VMOS管功率模塊,專供交流電機調(diào)速器 、逆變器使用。例如美國IR公司生產(chǎn)的IRFT001型模塊,內(nèi)部有N溝道、P溝道管各三只 ,構(gòu)成三相橋式結(jié)構(gòu) 。
(4)現(xiàn)在市售VNF系列(N溝道)產(chǎn)品,是美國Supertex公司生產(chǎn)的超高頻功率場效應管,其最高工作頻率fp=120MHz ,IDSM=1A,PDM=30W,共源小信號低頻跨導gm=2000μS。適用于高速開關電路和廣播、通信設備中。
(5)使用VMOS管時必須加合適的散熱器后 。以VNF306為例 ,該管子加裝140×140×4(mm)的散熱器后,最大功率才能達到30W
場效應晶體管
場效應晶體管(FET)簡稱場效應管,它屬于電壓控制型半導體器件 ,具有輸入電阻高(108~109Ω) 、噪聲小、功耗低、沒有二次擊穿現(xiàn)象 、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點,現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。
場效應管分結(jié)型、絕緣柵型兩大類。結(jié)型場效應管(JFET)因有兩個PN結(jié)而得名,絕緣柵型場效應管(JGFET)則因柵極與其它電極完全絕緣而得名 。目前在絕緣柵型場效應管中 ,應用最為廣泛的是MOS場效應管,簡稱MOS管(即金屬-氧化物-半導體場效應管MOSFET);此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場效應管,以及最近剛問世的πMOS場效應管 、VMOS功率模塊等。
按溝道半導體材料的不同,結(jié)型和絕緣柵型各分溝道和P溝道兩種。若按導電方式來劃分 ,場效應管又可分成耗盡型與增強型。結(jié)型場效應管均為耗盡型,絕緣柵型場效應管既有耗盡型的,也有增強型的 。
場效應晶體管可分為結(jié)場效應晶體管和MOS場效應晶體管。而MOS場效應晶體管又分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類。見附圖1 。
MOS場效應晶體管使用注意事項。
MOS場效應晶體管在使用時應注意分類 ,不能隨意互換。MOS場效應晶體管由于輸入阻抗高(包括MOS集成電路)極易被靜電擊穿,使用時應注意以下規(guī)則:
1. MOS器件出廠時通常裝在黑色的導電泡沫塑料袋中,切勿自行隨便拿個塑料袋裝 。也可用細銅線把各個引腳連接在一起 ,或用錫紙包裝
2.取出的MOS器件不能在塑料板上滑動,應用金屬盤來盛放待用器件。
3. 焊接用的電烙鐵必須良好接地。
4. 在焊接前應把電路板的電源線與地線短接,再MOS器件焊接完成后在分開 。
5. MOS器件各引腳的焊接順序是漏極、源極、柵極。拆機時順序相反。
6.電路板在裝機之前 ,要用接地的線夾子去碰一下機器的各接線端子,再把電路板接上去 。
7. MOS場效應晶體管的柵極在允許條件下,最好接入保護二極管。在檢修電路時應注意查證原有的保護二極管是否損壞。
場效應管的測試。
下面以常用的3DJ型N溝道結(jié)型場效應管為例解釋其測試方法:
3DJ型結(jié)型場效應管可看作一只NPN型的晶體三極管 ,柵極G對應基極b,漏極D對應集電極c,源極S對應發(fā)射極e 。所以只要像測量晶體三極管那樣測PN結(jié)的正 、反向電阻既可。把萬用表撥在R*100擋用黑表筆接場效應管其中一個電極,紅表筆分別接另外兩極 ,當出現(xiàn)兩次低電阻時,黑表筆接的就是場效應管的柵極。紅表筆接的就是漏極或源極 。對結(jié)型場效應管而言,漏極和源極可以互換。對于有4個管腳的結(jié)型場效應管 ,另外一極是屏蔽極(使用中接地)。
目前常用的結(jié)型場效應管和MOS型絕緣柵場效應管的管腳順序如圖2所示 。
場效應晶體管的好壞的判斷。
先用MF10型萬用表R*100KΩ擋(內(nèi)置有15V電池),把負表筆(黑)接柵極(G),正表筆(紅)接源極(S)。給柵、源極之間充電 ,此時萬用表指針有輕微偏轉(zhuǎn) 。再該用萬用表R*1Ω擋,將負表筆接漏極(D),正表筆接源極(S) ,萬用表指示值若為幾歐姆,則說明場效應管是好的。
什么是MOS管?它有什么注意事項?MOS管即MOSFETmos管場效應管在使用時要注意什么,中文名金屬氧化物半導體絕緣柵場效應管。與普通的晶體三極管相比mos管場效應管在使用時要注意什么 ,具有以下四個優(yōu)點,即,輸入阻抗高、開關速度快、熱穩(wěn)定性好 、電壓控制電流等,MOS管現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者 。
所有MOS集成電路(包括P溝道MOS ,N溝道MOS,互補MOS—CMOS集成電路)都有一層絕緣柵,以防止電壓擊穿。一般器件的絕緣柵氧化層的厚度大約是25nm、50nm、80nm三種。在集成電路高阻抗柵前面還有電阻 —— 二極管網(wǎng)絡進行保護 ,雖然如此,器件內(nèi)的保護網(wǎng)絡還不足以免除對器件的靜電損害(ESD),實驗指出 ,在高電壓放電時器件會失效,器件也可能為多次較低電壓放電的累積而失效。
按損傷的嚴重程度靜電損害有多種形式,最嚴重的也是最容易發(fā)生的是輸入端或輸出端的完全破壞以至于與電源端VDD GND短路或開路 ,器件完全喪失mos管場效應管在使用時要注意什么了原有的功能 。稍次一等嚴重的損害是出現(xiàn)斷續(xù)的失效或者是性能的退化,那就更難察覺。還有一些靜電損害會使泄漏電流增加導致器件性能變壞。
MOS管的定義
MOS管做為電壓驅(qū)動大電流型器件,在電路尤其是動力系統(tǒng)中大量應用 ,MOS管有一些特性在實際應用中是我們應該特別注意的MOS管體二極管,又稱寄生二極管,在單個MOS管器件中有,在集成電路光刻中沒有 ,這個二極管在大電流驅(qū)動中和感性負載時可以起到反向保護和續(xù)流的作用,一般正向?qū)▔航翟?.7~1V左右 。
因為這個二極管的存在,MOS器件在電路中不能簡單地看到一個開關的作用 ,比如充電電路中,充電完成,移除電源后 ,電池會反向向外部供電,這個通常是我們不愿意看到的結(jié)果。
一般解決的方法是在后面增加一個二極管來防止反向供電,這樣雖然可以做到 ,但是二極管的特性決定必須有0.6~1V的正向壓降,在大電流的情況下發(fā)熱嚴重,同時造成能源的浪費 ,使整機能效低下。還有一個方法是再增加一個背靠背的MOS管,利用MOS管低導通電阻來達到節(jié)能的目的,這一特性另一個常見的應用為低壓同步整流 。
注意事項
MOS管導通后的無方向性,MOS在加壓導通后 ,就類似于一根導線,只具有電阻特性,無導通壓降 ,通常飽和導通電阻為幾到幾十毫歐,且無方向性,允許直流和交流電通過。
使用MOS管的注意事項
1)為了安全使用MOS管 ,在線路的設計中不能超過管的耗散功率,最大漏源電壓 、最大柵源電壓和最大電流等參數(shù)的極限值。
2)各類型MOS管在使用時,都要嚴格按要求的偏置接入電路中 ,要遵守MOS管偏置的極性 。如結(jié)型MOS管柵源漏之間是PN結(jié),N溝道管柵極不能加正偏壓;P溝道管柵極不能加負偏壓,等等。
3)MOS管由于輸入阻抗極高 ,所以在運輸、貯藏中必須將引出腳短路,要用金屬屏蔽包裝,以防止外來感應電勢將柵極擊穿。尤其要注意,不能將MOS管放入塑料盒子內(nèi) ,保存時最好放在金屬盒內(nèi),同時也要注意管的防潮 。
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