MOS管的工作原理及常见的封装
1.MOS管的概述
场效应管(FET),把输入电压的变化转化为输出电流的变化 。FET的增益等于它的跨导,定义为输出电流的变化和输入电压变化之比 。市面上常有的一般为N沟道和P沟道,详情参考右侧图片(P沟道耗尽型MOS管) 。而P沟道常见的为低压mos管 。
实测N沟道增强型
场效应管通过投场效应管通过投影一个个电场在一个绝缘层上来影响流过晶体管的电流 。事实上没有电流流过这个绝缘体,所以FET管的GATE电流非常小 。最普通的FET用一薄层二氧化硅来作为GATE极下的绝缘体 。这种晶体管称为金属氧化物半导体(MOS)晶体管,或,金属氧化物半导体场效应管() 。因为MOS管更小更省电,所以他们已经在很多应用场合取代了双极型晶体管 。由于MOS管的G极电流非常小,因此MOS管有时候又称为绝缘栅场效应管 。
2.MOS管的性能
MOS管具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好;制造工艺简单、辐射强,因而通常被用于放大电路或开关 电路 。
3.MOS管的管脚及常见封装识别
3.1判断栅极G
MOS驱动器主要起波形整形和加强驱动的作用:假如MOS管的G信号波形不够陡峭,在点评切换阶段会造成大量电能损耗其副作用是降低电路转换效率,MOS管发烧严峻,易热损坏MOS管GS间存在一定电容,假如G信号驱动能力不够,将严峻影响波形跳变的时间.
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D极,阻值应为几欧至十几欧 。若发现某脚与其字两脚的电阻均呈无限大,并且交换表笔后仍为无限大,则证实此脚为G极,由于它和另外两个管脚是绝缘的 。
3.2判断源极S、漏极D
将万用表拨至R×1k档分别丈量三个管脚之间的电阻 。用交换表笔法测两次电阻,其中电阻值较低(一般为几千欧至十几千欧)的一次为正向电阻,此时黑表笔的是S极,红表笔接D极 。因为测试前提不同,测出的RDS(on)值比手册中给出的典型值要高一些 。
3.3丈量漏-源通态电阻RDS(on)
在源-漏之间有一个PN结,因此根据PN结正、反向电阻存在差异,可识别S极与D极 。例如用500型万用表R×1档实测一只型VMOS管,RDS(on)=3.2W,大于0.58W(典型值) 。
测试步骤:MOS管的检测主要是判断MOS管漏电、短路、断路、放大 。
其步骤如下:
假如有阻值没被测MOS管有漏电现象 。
【MOS管的工作原理及常见的封装】1、把连接栅极和源极的电阻移开,万用表红黑笔不变,假如移开电阻后表针慢慢逐步退回到高阻或无限大,则MOS管漏电,不变则完好
2、然后一根导线把MOS管的栅极和源极连接起来,假如指针立刻返回无限大,则MOS完好 。
3、把红笔接到MOS的源极S上,黑笔接到MOS管的漏极上,好的表针指示应该是无限大 。
4、用一只100KΩ-200KΩ的电阻连在栅极和漏极上,然后把红笔接到MOS的源极S上,黑笔接到MOS管的漏极上,这时表针指示的值一般是0,这时是下电荷通过这个电阻对MOS管的栅极充电,产生栅极电场,因为电场产生导致导电沟道致使漏极和源极导通,故万用表指针偏转,偏转的角度大,放电性越好 。
4.MOS管的导通条件
观看下图的N型MOS管图(左),当栅-源电压Vgs=0时,即使加上漏-源电压Vds,总有一个PN结处于反偏状态,漏-源极间没有导电沟道(没有电流流过),所以这时漏极电流ID=0 。
若此时在栅-源极间加上正向电压,如下图(左)所示,即Vgs>0,则栅极和硅衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个栅极指向P型硅衬底的电场,由于氧化物层是绝缘的,栅极所加电压Vgs无法形成电流,氧化物层的两边就形成了一个电容,Vgs等效是对这个电容充电,并形成一个电场,随着Vgs逐渐升高,受栅极正电压的吸引,在这个电容的另一边就聚集大量的电子并形成了一个从漏极到源极的N型导电沟道,当Vgs大于管子的开启电压VT(一般约为 2V)时,N沟道管开始导通,(一般Vgs约等于10V就已经完全导通)形成漏极电流Id,我们把开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压,一般用VT表示 。控制栅极电压Vgs的大小改变了电场的强弱,就可以达到控制漏极电流ID的大小的目的,这也是MOS管用电场来控制电流的一个重要特点,所以也称之为场效应管 。(下图的红色箭头就是电流Id的方向,N,P方向相反,注意一下哈,有的时候会搞混!哈哈)
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