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mos管,mos管工作特点与注意事(shi)项详解!

信息来源:本站 日期(qi):2017-03-24 

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mos简称

MOS场效应管也被称为MOSFET,即Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金属氧化物半导体场效应管)的缩写。它一般有耗尽型和增强型两种我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管,其输出电流是由输入的电压(或称场电压)控制,可以认为输入电流极小或没有输入电流,这使得该器件有很高的输入阻抗,同时这也是我们称之为场效应管的原因。


mos管(guan)工作原理(li)

(以N沟道(dao)增强型mos场效(xiao)应(ying)管)它是利用(yong)VGS来控制(zhi)“感应(ying)电(dian)(dian)(dian)荷(he)”的(de)(de)(de)(de)多少,以改变由这些“感应(ying)电(dian)(dian)(dian)荷(he)”形成的(de)(de)(de)(de)导(dao)电(dian)(dian)(dian)沟道(dao)的(de)(de)(de)(de)状况,然后(hou)达到控制(zhi)漏极电(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)。在制(zhi)造(zao)管子(zi)时(shi),通过(guo)工艺(yi)使绝缘层(ceng)中(zhong)出现大量(liang)(liang)正离子(zi),故在交界面的(de)(de)(de)(de)另一侧能感应(ying)出较(jiao)多的(de)(de)(de)(de)负电(dian)(dian)(dian)荷(he),这些负电(dian)(dian)(dian)荷(he)把高(gao)渗(shen)杂质的(de)(de)(de)(de)N区接通,形成了导(dao)电(dian)(dian)(dian)沟道(dao),即使在VGS=0时(shi)也(ye)有较(jiao)大的(de)(de)(de)(de)漏极电(dian)(dian)(dian)流ID。当(dang)栅(zha)极电(dian)(dian)(dian)压改变时(shi),沟道(dao)内被(bei)感应(ying)的(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)荷(he)量(liang)(liang)也(ye)改变,导(dao)电(dian)(dian)(dian)沟道(dao)的(de)(de)(de)(de)宽窄(zhai)也(ye)随之而(er)变,因而(er)漏极电(dian)(dian)(dian)流ID随着栅(zha)极电(dian)(dian)(dian)压的(de)(de)(de)(de)变化而(er)变化。


mos管开关性能

影响开关性能的参数有很多,但最重要的是栅极/漏极、栅极/ 源极及漏极/源极电容。这些电容会在器件中产生开关损耗,因为在每次开关时都要对它们充电。MOS管的开关速度因此被降低,器件效率也下降。为计算开关过 程中器件的总损耗,要计算开通过程中的损耗(Eon)和关闭过程中的损耗(Eoff)。MOSFET开关的总功率可用如下方程表达:Psw= (Eon+Eoff)×开关频率。

而栅极(ji)(ji)电荷(he)(Qgd)对开关性能的(de)影(ying)(ying)响(xiang)最(zui)大。场效应(ying)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)名字也(ye)来源于(yu)它的(de)输入(ru)端(称为gate)通(tong)过投影(ying)(ying)一个(ge)电场在一个(ge)绝缘(yuan)层上(shang)来影(ying)(ying)响(xiang)流(liu)过晶体管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)电流(liu)。事实(shi)上(shang)没有电流(liu)流(liu)过这个(ge)绝缘(yuan)体,所以(yi)FET管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)GATE电流(liu)非常小(xiao)(xiao)。最(zui)普通(tong)的(de)FET用一薄层二氧化(hua)硅来作(zuo)为GATE极(ji)(ji)下的(de)绝缘(yuan)体。这种晶体管(guan)(guan)(guan)(guan)称为金属氧化(hua)物半(ban)导体(MOS)晶体管(guan)(guan)(guan)(guan),或,金属氧化(hua)物半(ban)导体场效应(ying)管(guan)(guan)(guan)(guan)(MOSFET)。因为MOS管(guan)(guan)(guan)(guan)更小(xiao)(xiao)更省电,所以(yi)他们已经在很多应(ying)用场合取代了(le)双极(ji)(ji)型晶体管(guan)(guan)(guan)(guan)。

mos管导(dao)通

MOS管(guan)(guan)(guan)具有很低(di)的(de)(de)导通电阻,消(xiao)耗(hao)能量较低(di),在(zai)目前流(liu)行的(de)(de)高(gao)效(xiao)DC-DC芯片中多采(cai)用MOS管(guan)(guan)(guan)作(zuo)为功率(lv)开(kai)关(guan)(guan)。但是(shi)(shi)由于MOS管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)寄生电容(rong)大(da),一般情况下(xia)NMOS开(kai)关(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)栅(zha)极电容(rong)高(gao)达几十皮法。这对于设计(ji)高(gao)工(gong)作(zuo)频率(lv)DC-DC转换器开(kai)关(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)驱动电路(lu)的(de)(de)设计(ji)提(ti)出了更高(gao)的(de)(de)要求(qiu)。在(zai)低(di)电压(ya)(ya)ULSI设计(ji)中有多种(zhong)(zhong)CMOS、BiCMOS采(cai)用自(zi)举升(sheng)(sheng)压(ya)(ya)结构的(de)(de)逻辑(ji)电路(lu)和作(zuo)为大(da)容(rong)性负(fu)载(zai)的(de)(de)驱动电路(lu)。这些电路(lu)能够(gou)在(zai)低(di)于1V电压(ya)(ya)供电条件下(xia)正常(chang)工(gong)作(zuo),并且能够(gou)在(zai)负(fu)载(zai)电容(rong)1~2pF的(de)(de)条件下(xia)工(gong)作(zuo)频率(lv)能够(gou)达到几十兆甚至上(shang)百兆赫(he)兹。本文正是(shi)(shi)采(cai)用了自(zi)举升(sheng)(sheng)压(ya)(ya)电路(lu),设计(ji)了一种(zhong)(zhong)具有大(da)负(fu)载(zai)电容(rong)驱动能力的(de)(de),适合于低(di)电压(ya)(ya)、高(gao)开(kai)关(guan)(guan)频率(lv)升(sheng)(sheng)压(ya)(ya)型DC-DC转换器的(de)(de)驱动电路(lu)。电路(lu)基(ji)于Samsung AHP615 BiCMOS工(gong)艺设计(ji)并经过Hspice仿真验证(zheng),在(zai)供电电压(ya)(ya)1.5V ,负(fu)载(zai)电容(rong)为60pF时,工(gong)作(zuo)频率(lv)能够(gou)达到5MHz以上(shang)。

mos失(shi)效原因

1)雪崩失(shi)效(电压(ya)失(shi)效),也就是(shi)我们常(chang)说的(de)漏源间的(de)BVdss电压(ya)超过MOSFET的(de)额(e)定(ding)电压(ya),并且(qie)超过达到了一定(ding)的(de)能(neng)力从(cong)而导致MOSFET失(shi)效。

2)SOA失(shi)效(电流失(shi)效),既(ji)超出MOSFET安(an)全工(gong)作区引起失(shi)效,分为Id超出器(qi)件规格(ge)失(shi)效以及(ji)Id过(guo)大,损耗过(guo)高(gao)器(qi)件长时间热(re)积累而导(dao)致的失(shi)效。

3)体二极管(guan)(guan)失(shi)效:在桥式、LLC等有用(yong)到体二极管(guan)(guan)进行(xing)续流的(de)拓(tuo)扑结(jie)构中(zhong),由于(yu)体二极管(guan)(guan)遭受破坏而导致的(de)失(shi)效。

4)谐振失效:在并联使(shi)用的过(guo)程(cheng)中,栅(zha)极及电(dian)路寄生参(can)数导(dao)致震荡(dang)引起的失效。

5)静(jing)电失效(xiao):在秋(qiu)冬季节(jie),由于人体及(ji)设备静(jing)电而导(dao)致的(de)器件失效(xiao)。

6)栅(zha)极电压(ya)失(shi)效:由(you)于(yu)栅(zha)极遭(zao)受(shou)异常电压(ya)尖峰(feng),而导致栅(zha)极栅(zha)氧层(ceng)失(shi)效。


mos管注意事项

1、MOS部件出厂时一般装在黑色的导电多气孔材料袋中,切勿自行轻易拿个分子化合物塑料袋装。

2、抽(chou)取(qu)MOS管部件不可以在分(fen)子化合(he)物(wu)塑(su)料板上滑动(dong),应用金属(shu)盘来盛放待用部件。

3、烧焊用的电(dian)烙铁(tie)务必令人(ren)满意接地。

4、在烧焊(han)(han)前(qian)应(ying)把(ba)电(dian)(dian)路板的电(dian)(dian)源线与地线短接,待MOS部件烧焊(han)(han)完(wan)后再(zai)分开。

 5、MOS部(bu)件各(ge)管脚的烧焊顺着次(ci)序是漏极(ji)、源极(ji)、栅极(ji)。拆(chai)机时顺着次(ci)序相反。

6、在准许(xu)的(de)条(tiao)件下,MOS场效应(ying)管(guan)的(de)栅极最(zui)好接(jie)入尽力照顾二(er)(er)极管(guan)。在检查修理(li)电路时应(ying)注意调查证明(ming)原有(you)的(de)尽力照顾二(er)(er)极管(guan)是否毁坏。

7、最好是带防静电手套(tao)儿或穿上防静电的衣裳再去(qu)接触场效应管(guan)。

8、选管时,要注意实际电(dian)路中各极电(dian)流(liu)电(dian)压的(de)数字都不可(ke)以超过规(gui)格书中的(de)定额值(zhi)。



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