mos管,mos管工作特点与注意(yi)事项详解!
信息来源:本站 日期:2017-03-24
(以N沟(gou)道(dao)(dao)增强型mos场(chang)效应(ying)(ying)管)它是利用VGS来控(kong)制“感(gan)(gan)应(ying)(ying)电(dian)(dian)(dian)荷”的(de)多(duo)少(shao),以改变(bian)(bian)由这(zhei)些(xie)(xie)“感(gan)(gan)应(ying)(ying)电(dian)(dian)(dian)荷”形成的(de)导电(dian)(dian)(dian)沟(gou)道(dao)(dao)的(de)状况(kuang),然后(hou)达到控(kong)制漏极(ji)电(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)目的(de)。在制造管子时,通过工艺使绝缘层中出(chu)现大(da)量(liang)正离子,故在交(jiao)界面的(de)另一(yi)侧能感(gan)(gan)应(ying)(ying)出(chu)较多(duo)的(de)负(fu)电(dian)(dian)(dian)荷,这(zhei)些(xie)(xie)负(fu)电(dian)(dian)(dian)荷把高渗杂质的(de)N区接通,形成了导电(dian)(dian)(dian)沟(gou)道(dao)(dao),即使在VGS=0时也有(you)较大(da)的(de)漏极(ji)电(dian)(dian)(dian)流(liu)ID。当(dang)栅极(ji)电(dian)(dian)(dian)压改变(bian)(bian)时,沟(gou)道(dao)(dao)内被感(gan)(gan)应(ying)(ying)的(de)电(dian)(dian)(dian)荷量(liang)也改变(bian)(bian),导电(dian)(dian)(dian)沟(gou)道(dao)(dao)的(de)宽窄也随(sui)之而变(bian)(bian),因而漏极(ji)电(dian)(dian)(dian)流(liu)ID随(sui)着栅极(ji)电(dian)(dian)(dian)压的(de)变(bian)(bian)化(hua)而变(bian)(bian)化(hua)。
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)电(dian)(dian)荷(Qgd)对开关性能的(de)影响最大。场效(xiao)应管(guan)的(de)名字也来(lai)源于它的(de)输入端(称(cheng)为(wei)(wei)gate)通过(guo)投影一个电(dian)(dian)场在(zai)(zai)一个绝缘(yuan)层上(shang)来(lai)影响流过(guo)晶体(ti)(ti)(ti)管(guan)的(de)电(dian)(dian)流。事实上(shang)没有电(dian)(dian)流流过(guo)这(zhei)个绝缘(yuan)体(ti)(ti)(ti),所(suo)以(yi)FET管(guan)的(de)GATE电(dian)(dian)流非常小。最普(pu)通的(de)FET用(yong)一薄层二氧(yang)化(hua)(hua)硅来(lai)作为(wei)(wei)GATE极(ji)下的(de)绝缘(yuan)体(ti)(ti)(ti)。这(zhei)种晶体(ti)(ti)(ti)管(guan)称(cheng)为(wei)(wei)金属氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)半导(dao)体(ti)(ti)(ti)(MOS)晶体(ti)(ti)(ti)管(guan),或,金属氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)半导(dao)体(ti)(ti)(ti)场效(xiao)应管(guan)(MOSFET)。因为(wei)(wei)MOS管(guan)更(geng)小更(geng)省电(dian)(dian),所(suo)以(yi)他们已经在(zai)(zai)很多应用(yong)场合取代了双(shuang)极(ji)型晶体(ti)(ti)(ti)管(guan)。
MOS管(guan)(guan)具有很低的(de)(de)导通电(dian)阻(zu),消(xiao)耗(hao)能(neng)(neng)量(liang)较低,在(zai)目前流(liu)行的(de)(de)高(gao)(gao)效DC-DC芯片中多采(cai)用(yong)(yong)MOS管(guan)(guan)作(zuo)(zuo)为(wei)功率开(kai)关。但是由于(yu)MOS管(guan)(guan)的(de)(de)寄生电(dian)容(rong)(rong)大(da),一般情(qing)况下(xia)(xia)(xia)NMOS开(kai)关管(guan)(guan)的(de)(de)栅(zha)极(ji)电(dian)容(rong)(rong)高(gao)(gao)达(da)几十皮法。这(zhei)(zhei)对于(yu)设(she)(she)(she)计(ji)高(gao)(gao)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)频(pin)率DC-DC转换(huan)器(qi)开(kai)关管(guan)(guan)驱(qu)(qu)动电(dian)路(lu)的(de)(de)设(she)(she)(she)计(ji)提出了(le)更高(gao)(gao)的(de)(de)要求。在(zai)低电(dian)压(ya)(ya)ULSI设(she)(she)(she)计(ji)中有多种(zhong)CMOS、BiCMOS采(cai)用(yong)(yong)自(zi)举升压(ya)(ya)结构的(de)(de)逻辑电(dian)路(lu)和作(zuo)(zuo)为(wei)大(da)容(rong)(rong)性负(fu)载(zai)的(de)(de)驱(qu)(qu)动电(dian)路(lu)。这(zhei)(zhei)些电(dian)路(lu)能(neng)(neng)够(gou)在(zai)低于(yu)1V电(dian)压(ya)(ya)供电(dian)条件(jian)下(xia)(xia)(xia)正常工(gong)(gong)作(zuo)(zuo),并且能(neng)(neng)够(gou)在(zai)负(fu)载(zai)电(dian)容(rong)(rong)1~2pF的(de)(de)条件(jian)下(xia)(xia)(xia)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)频(pin)率能(neng)(neng)够(gou)达(da)到几十兆甚至上(shang)百兆赫兹。本文正是采(cai)用(yong)(yong)了(le)自(zi)举升压(ya)(ya)电(dian)路(lu),设(she)(she)(she)计(ji)了(le)一种(zhong)具有大(da)负(fu)载(zai)电(dian)容(rong)(rong)驱(qu)(qu)动能(neng)(neng)力的(de)(de),适合于(yu)低电(dian)压(ya)(ya)、高(gao)(gao)开(kai)关频(pin)率升压(ya)(ya)型DC-DC转换(huan)器(qi)的(de)(de)驱(qu)(qu)动电(dian)路(lu)。电(dian)路(lu)基于(yu)Samsung AHP615 BiCMOS工(gong)(gong)艺设(she)(she)(she)计(ji)并经过Hspice仿(fang)真(zhen)验证,在(zai)供电(dian)电(dian)压(ya)(ya)1.5V ,负(fu)载(zai)电(dian)容(rong)(rong)为(wei)60pF时,工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)频(pin)率能(neng)(neng)够(gou)达(da)到5MHz以(yi)上(shang)。
1)雪崩失(shi)效(xiao)(xiao)(电(dian)压(ya)(ya)(ya)失(shi)效(xiao)(xiao)),也就是我(wo)们(men)常说(shuo)的(de)漏源间的(de)BVdss电(dian)压(ya)(ya)(ya)超过MOSFET的(de)额定电(dian)压(ya)(ya)(ya),并且(qie)超过达到了一定的(de)能(neng)力从而导致MOSFET失(shi)效(xiao)(xiao)。
2)SOA失(shi)(shi)效(xiao)(电(dian)流失(shi)(shi)效(xiao)),既(ji)超(chao)出MOSFET安全工(gong)作区引起(qi)失(shi)(shi)效(xiao),分(fen)为Id超(chao)出器(qi)(qi)件规(gui)格失(shi)(shi)效(xiao)以及Id过大,损(sun)耗过高器(qi)(qi)件长时(shi)间热积累而导致(zhi)的失(shi)(shi)效(xiao)。
3)体(ti)二极(ji)(ji)(ji)管(guan)失效:在桥式、LLC等有用到体(ti)二极(ji)(ji)(ji)管(guan)进行续流的(de)拓扑结(jie)构中(zhong),由于体(ti)二极(ji)(ji)(ji)管(guan)遭受破坏而导致的(de)失效。
4)谐振失(shi)效:在(zai)并联使用的(de)过程中(zhong),栅极(ji)及电路寄生参数导致(zhi)震(zhen)荡引起的(de)失(shi)效。
5)静电(dian)失效:在(zai)秋冬(dong)季(ji)节(jie),由于人体及设备(bei)静电(dian)而导(dao)致的器(qi)件(jian)失效。
6)栅(zha)极(ji)电压失效:由(you)于栅(zha)极(ji)遭受(shou)异(yi)常电压尖峰,而导致(zhi)栅(zha)极(ji)栅(zha)氧层失效。
2、抽取MOS管(guan)部件不可以在分子(zi)化合(he)物(wu)塑料板上滑(hua)动,应用金属盘来盛放待用部件。
3、烧焊用的电烙铁务必令(ling)人满意接(jie)地。
4、在(zai)烧焊前应把电路(lu)板的电源线与(yu)地线短接,待MOS部件烧焊完(wan)后再分开。
5、MOS部件各(ge)管脚的(de)烧焊(han)顺着(zhe)次序是漏极、源极、栅(zha)极。拆机时顺着(zhe)次序相反。
6、在准许的条件下,MOS场效应管(guan)的栅极(ji)(ji)最好接入(ru)尽力照(zhao)顾(gu)二极(ji)(ji)管(guan)。在检查修理电(dian)路时应注意调(diao)查证明原(yuan)有的尽力照(zhao)顾(gu)二极(ji)(ji)管(guan)是否毁(hui)坏。
7、最好是(shi)带防静电手套儿或穿上防静电的衣裳再去接触场效应管(guan)。
8、选管时,要注意实际电路(lu)中各极(ji)电流(liu)电压的数(shu)字都不可以超过规格(ge)书(shu)中的定额值。
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