1.选用合适mos管场效应管在使用时要注意什么的输入电压规格;
2.选择合适的功率。为mos管场效应管在使用时要注意什么了使电源的寿命增长mos管场效应管在使用时要注意什么,建议选用多【duō】30%输出功率额定的机种 。例如若系统需要一【yī】个100W的电源 ,则建议挑选【xuǎn】大于【yú】130W输出功【gōng】率额定的机种,以【yǐ】此类推可有效提【tí】升电源的寿命【mìng】。
3.考虑负【fù】载特性。如果【guǒ】负载是马达 、灯泡或【huò】电容性负载,当开机瞬【shùn】间时电流较大 ,应选用合【hé】适【shì】电源以【yǐ】免过载 。如果负载是马达时应考虑停机【jī】时电压倒灌。
4.此外【wài】尚需考虑电源的工作环境温度,及【jí】有无额外的辅助散热设备【bèi】,在【zài】过高的【de】环温电源【yuán】需【xū】减【jiǎn】额输出。环温【wēn】对输出功率的减【jiǎn】额曲线
5.根据应用所需选择各项功能mos管场效应管在使用时要注意什么: 保护功能mos管场效应管在使用时要注意什么:过电压保护【hù】(OVP)、过温度保护(OAH )、过负【fù】载保护(OLP)等 。 应用功能:信号功能(供电正常【cháng】 、供电【diàn】失效)、遥控功【gōng】能、遥测功能 、并【bìng】联功能等【děng】。 特殊功能【néng】 : 功因矫正【zhèng】 (PFC) 、不断【duàn】电 (UPS)
6.选【xuǎn】择所需符合【hé】的安规及【jí】电磁兼容【róng】 (EMC) 认证【zhèng】。
开关电源是利用现代电力电子技术 ,控制开关管开通和【hé】关断的【de】时间比率【lǜ】,维持稳定输出电压的一【yī】种【zhǒng】电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(AH M)控制IC和【hé】MOSFET构【gòu】成 。随着电力电【diàn】子技术的发展和【hé】创新 ,使【shǐ】得开关电源技术也在不断地【dì】创新【xīn】。
MOS场效应管
即金属-氧化物-半导体型场效应管mos管场效应管在使用时要注意什么,英文缩写为MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor)mos管场效应管在使用时要注意什么,属于绝缘栅型【xíng】。其主要特点是在金【jīn】属【shǔ】栅极与沟道【dào】之间有一层【céng】二氧化硅绝缘层mos管场效应管在使用时要注意什么,因【yīn】此【cǐ】具有很高的输入电阻(最高可达1015Ω)。它也分N沟【gōu】道【dào】管和【hé】P沟【gōu】道管【guǎn】 ,符号如图1所示 。通常是将【jiāng】衬底(基板)与源极S接在一起【qǐ】。根【gēn】据导电【diàn】方式的不同,MOSFET又分增强型、耗尽型。所【suǒ】谓增强型是指【zhǐ】mos管场效应管在使用时要注意什么:当VAH =0时管【guǎn】子是呈【chéng】截【jié】止状态,加上正【zhèng】确的VAH 后【hòu】 ,多数载流子被吸引到栅极【jí】,从而“增强【qiáng】”了该区域【yù】的载流【liú】子,形【xíng】成导电沟道 。耗【hào】尽型则【zé】是【shì】指 ,当VAH =0时即形成【chéng】沟【gōu】道,加上正确的VAH 时,能使多数【shù】载流子流出沟道 ,因而“耗尽 ”了载流子,使管子【zǐ】转向截止【zhǐ】。
以N沟【gōu】道为例【lì】,它【tā】是在P型硅衬底【dǐ】上制成两个高掺杂浓【nóng】度的源【yuán】扩散区N+和漏扩【kuò】散区N+ ,再分别【bié】引出【chū】源极S和漏【lòu】极D。源极与衬底在【zài】内【nèi】部连通,二者总保【bǎo】持等电位 。图【tú】1(a)符号中的前头方向是从外向电,表示【shì】从P型材料(衬【chèn】底)指身N型沟道。当漏接【jiē】电源【yuán】正【zhèng】极,源极接电源负极并使VAH =0时 ,沟【gōu】道电流(即漏【lòu】极【jí】电流)ID=0。随着VAH 逐渐升高,受栅极【jí】正电压的吸引,在两个扩散区之间就【jiù】感应【yīng】出带负电的少数载流子【zǐ】 ,形成【chéng】从漏极到【dào】源极的【de】N型【xíng】沟道,当VAH 大【dà】于管子的开【kāi】启电压VTN(一般约为+2V)时,N沟道管开始【shǐ】导通 ,形【xíng】成漏极【jí】电流【liú】ID 。
国产N沟道MOSFET的典型【xíng】产品有3DO1 、3DO2、3DO4(以上均【jun1】为单栅管),4DO1(双【shuāng】栅【shān】管)。它们的【de】管脚排列(底视图)见图2。
MOS场效应管比较“娇【jiāo】气” 。这是由【yóu】于它【tā】的输【shū】入电阻很高,而栅-源极间【jiān】电容又非常小 ,极易受外【wài】界电磁场或静电【diàn】的感应而带电,而少量电荷就可在极间电容上形成【chéng】相当高的电压(U=Q/C),将管【guǎn】子损坏。因【yīn】此了厂时各管脚【jiǎo】都绞合【hé】在【zài】一起 ,或【huò】装在【zài】金属箔内,使G极与【yǔ】S极【jí】呈【chéng】等电位,防【fáng】止积累静电荷【hé】。管子不用时,全部引线也应短接。在测【cè】量时应格外小心【xīn】 ,并【bìng】采取相应的防静电感措施 。下面介【jiè】绍【shào】检测【cè】方法。
1.准备工作
测【cè】量【liàng】之【zhī】前,先把人体对【duì】地短路后,才能摸触MOSFET的管脚【jiǎo】。最好【hǎo】在【zài】手腕上接一【yī】条导线与大地连通 ,使人体与大地【dì】保持等电位 。再把【bǎ】管脚分开【kāi】,然【rán】后【hòu】拆掉导线。
2.判定电极
将万用表拨于R×100档【dàng】,首先【xiān】确定栅【shān】极。若某脚与其它脚的电阻都是无穷大 ,证明此脚就是栅极G 。交换表笔重测量,S-D之间【jiān】的电阻值应为【wéi】几百【bǎi】欧【ōu】至几千欧,其【qí】中阻值较小的那一次 ,黑【hēi】表【biǎo】笔接的为D极,红表【biǎo】笔接的是【shì】S极。日本生【shēng】产的3SK系列产品,S极与管壳接通【tōng】 ,据【jù】此很容易确定S极。
3.检查放大能力(跨导)
将G极悬空,黑表笔接D极,红表【biǎo】笔接S极,然后【hòu】用【yòng】手【shǒu】指触摸G极 ,表针应有较大的偏转【zhuǎn】 。双栅MOS场效应管【guǎn】有两个栅极G1、G2。为区分之,可用手【shǒu】分别触摸【mō】G1、G2极,其【qí】中表针【zhēn】向左侧偏转幅度较大的为G2极。
目前有的【de】MOSFET管在G-S极间增加了保【bǎo】护【hù】二极管 ,平时【shí】就【jiù】不需要把各管脚短【duǎn】路【lù】了 。
VMOS场效应管
VMOS场效应管(VMOSFET)简称【chēng】VMOS管或功【gōng】率场效应管,其全【quán】称为V型槽MOS场效应管。它是继【jì】MOSFET之后新发展起来的高效 、功率【lǜ】开【kāi】关【guān】器件。它【tā】不仅继【jì】承了MOS场效应管输【shū】入阻【zǔ】抗【kàng】高(≥108W)、驱动电【diàn】流小(左右0.1μA左右),还具有耐压高【gāo】(最高可耐压1200V)、工作电流大(1.5a~100A) 、输出功率高(1~250W)、跨导的线【xiàn】性【xìng】好、开【kāi】关速度快等优良【liáng】特性。正是由【yóu】于它将电子【zǐ】管与功率晶体管【guǎn】之优点集于一身 ,因此在电压放大器(电压【yā】放大倍【bèi】数可【kě】达【dá】数千【qiān】倍) 、功【gōng】率放大器、开关电【diàn】源和【hé】逆变器中正获得广泛应用 。
众所周知,传统【tǒng】的MOS场效应管【guǎn】的【de】栅极、源极和漏【lòu】极【jí】大大致处于同一水平面的芯片上,其工作电【diàn】流基本上是【shì】沿水平方【fāng】向流动。VMOS管则不同 ,从图1上可以看出其两大结构特点【diǎn】:第一【yī】,金属栅极采用V型槽结构;第二,具【jù】有【yǒu】垂直【zhí】导电性。由于【yú】漏极是从芯【xīn】片【piàn】的背面引出 ,所以【yǐ】ID不是沿芯片水平流动,而是自重掺杂【zá】N+区(源极S)出发,经过P沟道流入轻掺杂N-漂【piāo】移区,最后【hòu】垂直向下【xià】到达漏极D 。电流方向【xiàng】如图【tú】中箭头所示【shì】 ,因为流通截面积增大,所以能通【tōng】过【guò】大【dà】电【diàn】流。由于在栅【shān】极与【yǔ】芯片之间【jiān】有二氧化硅绝缘层【céng】,因此它仍【réng】属于绝缘栅型MOS场效【xiào】应【yīng】管。
国内生产VMOS场效应管的主要厂【chǎng】家有877厂 、天津【jīn】半导体器件四厂、杭州电子管厂等 ,典型【xíng】产品有【yǒu】VN401、VN672 、VMAH 2等【děng】 。表【biǎo】1列出六【liù】种【zhǒng】VMOS管的【de】主要参数。其中,IRFPC50的外【wài】型如图3所示。
下面介绍检测VMOS管的方法 。
1.判定栅极G
将万用【yòng】表【biǎo】拨至R×1k档分别测量【liàng】三个管脚之【zhī】间的电阻。若【ruò】发【fā】现某脚与其字两脚的【de】电阻均【jun1】呈无穷大,并且交换表笔【bǐ】后仍为无穷大 ,则证明此脚为G极,因为它【tā】和【hé】另外两【liǎng】个管脚是绝【jué】缘的。
2.判定源极S、漏极D
由【yóu】图【tú】1可见,在源-漏之【zhī】间有一个PN结 ,因此根据PN结正、反【fǎn】向电阻存在差异,可识别S极与D极 。用交换表笔法【fǎ】测两次电【diàn】阻,其中电阻值较低(一般为几【jǐ】千欧至十几千欧)的【de】一【yī】次【cì】为正向电阻【zǔ】 ,此【cǐ】时【shí】黑表【biǎo】笔的是【shì】S极【jí】,红表笔接D极。
3.测量漏-源通态电阻RDS(on)
将G-S极短路,选择万用表的R×1档,黑表笔接S极 ,红表笔接【jiē】D极,阻值【zhí】应为【wéi】几欧至十几欧【ōu】。
由于测试条件【jiàn】不同,测出【chū】的RDS(on)值比手册中给【gěi】出的【de】典型值要高一些。例如用500型万用表【biǎo】R×1档【dàng】实测一只IRFPC50型VMOS管 ,RDS(on)=3.2W,大于0.58W(典型【xíng】值) 。
4.检查跨导
将【jiāng】万用表置于R×1k(或R×100)档,红表笔接S极 ,黑表笔接D极【jí】,手持【chí】螺丝刀去碰触栅极,表针【zhēn】应有明【míng】显偏转 ,偏转愈大【dà】,管【guǎn】子的跨导愈高。
注意事项:
(1)VMOS管亦【yì】分【fèn】N沟【gōu】道管与P沟【gōu】道管,但绝大多数产品属于N沟道管。对于P沟道管 ,测量时【shí】应【yīng】交换表笔的位【wèi】置 。
(2)有少数VMOS管在G-S之间并有【yǒu】保【bǎo】护【hù】二极管,本【běn】检测方法【fǎ】中的1、2项不再适用。
(3)目前市场上【shàng】还有一种VMOS管功率【lǜ】模【mó】块,专供交流电机调速器 、逆变器使【shǐ】用。例如美国IR公司生产的IRFT001型模块,内部有N沟道、P沟道【dào】管各三【sān】只 ,构成三相桥式结构 。
(4)现在市【shì】售VNF系【xì】列(N沟道)产品,是美国Supertex公司生产的超高频【pín】功率场效应管,其最【zuì】高工作频率fp=120MHz ,IDSM=1A,PDM=30W,共源小信号低频跨【kuà】导gm=2000μS。适用于高【gāo】速开【kāi】关电路和【hé】广播、通信【xìn】设备中。
(5)使【shǐ】用VMOS管时【shí】必须加合适【shì】的散热【rè】器后 。以【yǐ】VNF306为例 ,该管子加【jiā】装140×140×4(mm)的【de】散热器后,最大功率【lǜ】才能达到30W
场效应晶体管
场【chǎng】效应晶体管(FET)简【jiǎn】称场效【xiào】应管【guǎn】,它属于电压控制【zhì】型半导体器【qì】件 ,具有输入电【diàn】阻高(108~109Ω) 、噪声小【xiǎo】、功耗低、没有二次击穿现象 、安全工作区域宽【kuān】等优【yōu】点,现【xiàn】已成【chéng】为【wéi】双极型晶【jīng】体管和功率晶体管的强【qiáng】大【dà】竞争者。
场【chǎng】效应管分【fèn】结型、绝缘栅【shān】型两【liǎng】大类【lèi】。结型场效【xiào】应管(JFET)因有两个PN结而得名,绝缘【yuán】栅型场效应管(JGFET)则因栅极与其它电【diàn】极完全【quán】绝缘而得【dé】名 。目【mù】前在绝缘栅型场【chǎng】效应管中 ,应用最【zuì】为广【guǎng】泛的是MOS场效应管【guǎn】,简称MOS管(即金属【shǔ】-氧化物【wù】-半导体场效应【yīng】管MOSFET);此外【wài】还有PMOS、NMOS和VMOS功【gōng】率【lǜ】场效应【yīng】管,以及最近刚问世的πMOS场效应管【guǎn】 、VMOS功率模块等。
按沟道半导【dǎo】体【tǐ】材料【liào】的不同,结【jié】型和绝缘栅型各分沟道和【hé】P沟道两种。若【ruò】按导电【diàn】方式来划分 ,场效应管又【yòu】可分成【chéng】耗尽【jìn】型与增强型。结型场【chǎng】效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管【guǎn】既【jì】有耗尽型的【de】,也有增强型的 。
场效应晶体【tǐ】管可分【fèn】为结【jié】场效应晶【jīng】体管和MOS场【chǎng】效应晶体管。而MOS场效应【yīng】晶体【tǐ】管又分为N沟耗【hào】尽型和增强【qiáng】型;P沟耗【hào】尽【jìn】型和增强型四大类。见附图1 。
MOS场效应晶体管使用注意事项。
MOS场效应晶体管在【zài】使【shǐ】用时应注意分【fèn】类 ,不能随意互换【huàn】。MOS场效应晶体管由于【yú】输入阻【zǔ】抗高(包括MOS集【jí】成【chéng】电【diàn】路)极易被静电【diàn】击穿【chuān】,使用时应注意以下规则:
1. MOS器【qì】件出厂时通常装在黑色的【de】导电【diàn】泡沫塑【sù】料袋中【zhōng】,切勿自行随便拿个塑料袋装 。也可【kě】用细铜线把各个引【yǐn】脚连接在一起【qǐ】 ,或【huò】用锡纸包装
2.取【qǔ】出的【de】MOS器【qì】件不【bú】能在塑【sù】料板上滑动,应用金属盘来盛放待用器件。
3. 焊接用的电烙铁必须良好接地。
4. 在焊接【jiē】前应把电【diàn】路板【bǎn】的【de】电源线与地线【xiàn】短接,再MOS器件焊接完成后在分开 。
5. MOS器件各引【yǐn】脚【jiǎo】的焊接顺序是漏极、源极【jí】、栅极。拆【chāi】机时顺【shùn】序相反。
6.电路板【bǎn】在装机之前【qián】 ,要用接地的【de】线夹子【zǐ】去碰一下机【jī】器【qì】的各接线端子,再把电路板接上去【qù】 。
7. MOS场效应晶体【tǐ】管的栅极在允许条件下,最好接入保护二极【jí】管。在检修电【diàn】路时应注意查证【zhèng】原有的【de】保【bǎo】护二极【jí】管【guǎn】是否损【sǔn】坏。
场效应管的测试。
下面以常用的3DJ型N沟道结型场效应管为例解释其测试方法:
3DJ型结型场效应【yīng】管可看【kàn】作一只【zhī】NPN型的【de】晶体三极管 ,栅【shān】极G对应基极【jí】b,漏极D对应集电极c,源极S对应发射极e 。所以只要像测【cè】量晶体三极管那样测PN结的正【zhèng】 、反向【xiàng】电阻既可。把万【wàn】用表【biǎo】拨在R*100挡用黑表笔【bǐ】接场效应管其中【zhōng】一个电极【jí】,红表笔分别接另外两【liǎng】极 ,当出现两次低电阻时【shí】,黑表笔接的就【jiù】是场效【xiào】应管的【de】栅【shān】极。红表笔接的【de】就【jiù】是漏极或源极 。对结型【xíng】场效应管而言【yán】,漏极和源极可以互换。对于【yú】有【yǒu】4个管脚的结型场效应【yīng】管【guǎn】 ,另【lìng】外一极是屏蔽极(使【shǐ】用中接【jiē】地)。
目前常【cháng】用的结型场效应管和MOS型绝【jué】缘栅场【chǎng】效应管的管脚【jiǎo】顺序如【rú】图2所示 。
场效应晶体管的好坏的判断。
先用MF10型【xíng】万【wàn】用表【biǎo】R*100KΩ挡(内置有15V电池),把负表笔(黑)接栅【shān】极(G),正表【biǎo】笔(红)接源极【jí】(S)。给栅、源极【jí】之【zhī】间充电 ,此时【shí】万用表指针有轻微偏【piān】转【zhuǎn】 。再该用万用表R*1Ω挡【dǎng】,将负表笔接漏极【jí】(D),正表【biǎo】笔接【jiē】源【yuán】极(S) ,万用表指示值若为几欧姆【mǔ】,则说明【míng】场效【xiào】应管【guǎn】是好的【de】。
什么是MOS管?它有什么注意事项?MOS管即MOSFETmos管场效应管在使用时要注意什么,中文名金属氧化物【wù】半导【dǎo】体绝缘栅场效应管【guǎn】。与【yǔ】普通【tōng】的晶体三极管相比mos管场效应管在使用时要注意什么 ,具有以下四个【gè】优【yōu】点,即,输入阻抗【kàng】高、开关速【sù】度快、热稳定性好 、电压控制【zhì】电【diàn】流【liú】等,MOS管现已成为双极型晶体【tǐ】管和功率晶体管的强大竞【jìng】争【zhēng】者 。
所有MOS集成【chéng】电路(包括P沟【gōu】道MOS ,N沟道【dào】MOS,互补MOS—CMOS集成电路)都有一层绝缘栅,以【yǐ】防止电压击【jī】穿。一般器件的绝缘栅氧化层的厚【hòu】度大约【yuē】是25nm、50nm、80nm三种。在集成电【diàn】路高阻抗栅前面还有电阻 —— 二极【jí】管【guǎn】网【wǎng】络进【jìn】行保护 ,虽【suī】然如此,器件【jiàn】内【nèi】的保护网络还不足以免除对器件的静电损害(ESD),实验指【zhǐ】出 ,在高电压放电时器件会失效,器件也可能为【wéi】多次【cì】较【jiào】低电压放电的累【lèi】积而失效。
按损伤的【de】严重程【chéng】度静电损害有多种【zhǒng】形式,最严重的也是最容易发【fā】生的是【shì】输入【rù】端或输出端的完全破【pò】坏以【yǐ】至于与电源端VDD GND短路或开路【lù】 ,器件完【wán】全丧失【shī】mos管场效应管在使用时要注意什么了【le】原【yuán】有的功能 。稍次一等严重【chóng】的损害【hài】是出现断续的失效或【huò】者【zhě】是【shì】性能的退【tuì】化,那就【jiù】更难【nán】察觉。还有一些静电损害会使泄漏电流增加导致器件性【xìng】能变坏【huài】。
MOS管的定义
MOS管做为电压驱【qū】动大电流型【xíng】器件,在电路尤其是【shì】动力系统中大量【liàng】应用 ,MOS管有【yǒu】一些特性【xìng】在实际应【yīng】用中是我们应【yīng】该特别注意的MOS管体【tǐ】二极【jí】管,又称寄生二【èr】极管,在单个MOS管器件中【zhōng】有,在【zài】集成电路光刻【kè】中没有 ,这个二极【jí】管【guǎn】在大【dà】电流驱动【dòng】中和感性负载时可【kě】以起到反向保护和续流【liú】的作用,一【yī】般【bān】正向导通压降【jiàng】在0.7~1V左【zuǒ】右 。
因为这个【gè】二极管的存在,MOS器件【jiàn】在【zài】电【diàn】路中【zhōng】不能简单地看到【dào】一个【gè】开关的作【zuò】用 ,比如充电电【diàn】路中,充电完成,移除【chú】电源后 ,电池会反向向外部供【gòng】电,这个通常是【shì】我【wǒ】们不愿【yuàn】意看到的结果。
一般解决【jué】的方法【fǎ】是在后面增加一个二极【jí】管来防止反向供电【diàn】,这样虽【suī】然可【kě】以做到【dào】 ,但是二【èr】极管的特性决定必须有0.6~1V的正向压降,在【zài】大电流的情况下【xià】发热严重,同【tóng】时造成能源的浪费 ,使整机能效低【dī】下。还有【yǒu】一【yī】个方法是再增加一【yī】个背靠背的MOS管,利用MOS管低导通电阻来达【dá】到节能的【de】目【mù】的,这【zhè】一特性另一个常【cháng】见的应【yīng】用为低压同【tóng】步整流 。
注意事项
MOS管【guǎn】导通后的无方向性,MOS在加压【yā】导通后 ,就类似【sì】于一【yī】根导【dǎo】线【xiàn】,只具有电阻特性,无导通压【yā】降 ,通常饱和【hé】导通电阻为几到几【jǐ】十毫欧,且无【wú】方向性,允许直流和交【jiāo】流【liú】电通过。
使用MOS管的注意事项
1)为了安全使用MOS管 ,在线路【lù】的设【shè】计中不能超过管的耗【hào】散【sàn】功率【lǜ】,最【zuì】大漏源电【diàn】压 、最大栅源电【diàn】压和最大【dà】电流等参数的极限值。
2)各类型MOS管在使用时,都要严格按【àn】要【yào】求的偏置【zhì】接入【rù】电路【lù】中 ,要遵守MOS管偏【piān】置的极性 。如结【jié】型MOS管【guǎn】栅【shān】源漏【lòu】之间是PN结,N沟道管栅极【jí】不能加【jiā】正【zhèng】偏压;P沟道管栅【shān】极不能加负偏压,等等。
3)MOS管由于输入阻抗【kàng】极高 ,所【suǒ】以在运【yùn】输、贮藏中必须将引【yǐn】出脚短【duǎn】路,要用金【jīn】属屏【píng】蔽【bì】包装,以防止外来感应电势将栅【shān】极击穿。尤其要【yào】注意,不能将MOS管【guǎn】放入【rù】塑料盒子内 ,保【bǎo】存时【shí】最好放在金属盒内,同时也要注意管的防【fáng】潮 。
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