現(xiàn)在很多地方都會(huì)用到MOS管,,那么它的工作原理是什么,,MOS 管由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,,也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件,。具有輸入電阻高(10^7~10^12Ω)、噪聲小,、功耗低,、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成,、沒(méi)有二次擊穿現(xiàn)象,、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn),現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)者,。
所有 MOS 集成電路(包括 P 溝道 MOS,,N 溝道 MOS,互補(bǔ) 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(luò)進(jìn)行保護(hù),雖然如此,,器件內(nèi)的保護(hù)網(wǎng)絡(luò)還不足以免除對(duì)器件的靜電損害(ESD),,實(shí)驗(yàn)指出,在高電壓放電時(shí)器件會(huì)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(yán)重程度靜電損害有多種形式,最嚴(yán)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 VDDGND 短路或開路,,器件完全喪失了原有的功能,。稍次一等嚴(yán)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(jué),。還有一些靜電損害會(huì)使泄漏電流增加導(dǎo)致器件性能變壞,。
MOS 管的定義
MOS 管做為電壓驅(qū)動(dòng)大電流型器件,在電路尤其是動(dòng)力系統(tǒng)中大量應(yīng)用,,MOS 管有一些特性在實(shí)際應(yīng)用中是我們應(yīng)該特別注意的 MOS 管體二極管,,又稱寄生二極管,在單個(gè) MOS 管器件中有,,在集成電路光刻中沒(méi)有,,這個(gè)二極管在大電流驅(qū)動(dòng)中和感性負(fù)載時(shí)可以起到反向保護(hù)和續(xù)流的作用,一般正向?qū)▔航翟?0.7~1V 左右,。
因?yàn)檫@個(gè)二極管的存在,,MOS 器件在電路中不能簡(jiǎn)單地看到一個(gè)開關(guān)的作用,,比如充電電路中,充電完成,,移除電源后,,電池會(huì)反向向外部供電,這個(gè)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(gè)二極管來(lái)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(yán)重,,同時(shí)造成能源的浪費(fèi),使整機(jī)能效低下,。還有一個(gè)方法是再增加一個(gè)背靠背的 MOS 管,,利用 MOS 管低導(dǎo)通電阻來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的,這一特性另一個(gè)常見(jiàn)的應(yīng)用為低壓同步整流,。
注意事項(xiàng)
MOS 管導(dǎo)通后的無(wú)方向性,,MOS 在加壓導(dǎo)通后,就類似于一根導(dǎo)線,,只具有電阻特性,,無(wú)導(dǎo)通壓降,通常飽和導(dǎo)通電阻為幾到幾十毫歐,,且無(wú)方向性,,允許直流和交流電通過(guò)。
使用 MOS 管的注意事項(xiàng)
1,、為了安全使用 MOS 管,,在線路的設(shè)計(jì)中不能超過(guò)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(shí),,都要嚴(yán)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(fù)偏壓,等等,。
3,、MOSMOS 管由于輸入阻抗極高,所以在運(yùn)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(lái)感應(yīng)電勢(shì)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(shí)最好放在金屬盒內(nèi),同時(shí)也要注意管的防潮,。
4,、為了防止 MOS 管柵極感應(yīng)擊穿,要求一切測(cè)試儀器,、工作臺(tái),、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地;管腳在焊接時(shí),,先焊源極;在連入電路之前,,管的全部引線端保持互相短接狀態(tài),焊接完后才把短接材料去掉;從元器件架上取下管時(shí),,應(yīng)以適當(dāng)?shù)姆绞酱_保人體接地如采用接地環(huán)等,。
當(dāng)然,如果能采用先進(jìn)的氣熱型電烙鐵,,焊接 MOS 管是比較方便的,,并且確保安全;在未關(guān)斷電源時(shí),絕對(duì)不可以把管插人電路或從電路中拔出,。以上安全措施在使用 MOS 管時(shí)必須注意,。
5、在安裝 MOS 管時(shí),,注意安裝的位置要盡量避免靠近發(fā)熱元件;為了防管件振動(dòng),,有必要將管殼體緊固起來(lái);管腳引線在彎曲時(shí),應(yīng)當(dāng)大于根部尺寸 5 毫米處進(jìn)行,,以防止彎斷管腳和引起漏氣等,。
6、使用 VMOS 管時(shí)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(dá)到 30W,。
7,、多管并聯(lián)后,由于極間電容和分布電容相應(yīng)增加,,使放大器的高頻特性變壞,,通過(guò)反饋容易引起放大器的高頻寄生振蕩。為此,并聯(lián)復(fù)合管管子一般不超過(guò) 4 個(gè),,而且在每管基極或柵極上串接防寄生振蕩電阻,。
8、結(jié)型 MOS 管的柵源電壓不能接反,,可以在開路狀態(tài)下保存,,而絕緣柵型 MOS 管在不使用時(shí),由于它的輸入電阻非常高,,須將各電極短路,,以免外電場(chǎng)作用而使管子損壞。
9,、焊接時(shí),,電烙鐵外殼必須裝有外接地線,以防止由于電烙鐵帶電而損壞管子,。對(duì)于少量焊接,,也可以將電烙鐵燒熱后拔下插頭或切斷電源后焊接。特別在焊接絕緣柵 MOS 管時(shí),,要按源極 - 漏極 - 柵極的先后順序焊接,,并且要斷電焊接。
10,、用 25W 電烙鐵焊接時(shí)應(yīng)迅速,,若用 45~75W 電烙鐵焊接,應(yīng)用鑷子夾住管腳根部以幫助散熱,。結(jié)型 MOS 管可用表電阻檔定性地檢查管子的質(zhì)量(檢查各 PN 結(jié)的正反向電阻及漏源之間的電阻值),,而絕緣柵場(chǎng)效管不能用萬(wàn)用表檢查,必須用測(cè)試儀,,而且要在接入測(cè)試儀后才能去掉各電極短路線,。取下時(shí),則應(yīng)先短路再取下,,關(guān)鍵在于避免柵極懸空,。
在要求輸入阻抗較高的場(chǎng)合使用時(shí),必須采取防潮措施,,以免由于溫度影響使 MOS 管的輸入電阻降低,。如果用四引線的 MOS 管,其襯底引線應(yīng)接地,。陶瓷封裝的芝麻管有光敏特性,,應(yīng)注意避光使用。
對(duì)于功率型 MOS 管,,要有良好的散熱條件。因?yàn)楣β市?MOS 管在高負(fù)荷條件下運(yùn)用,必須設(shè)計(jì)足夠的散熱器,,確保殼體溫度不超過(guò)額定值,,使器件長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地工作??傊?,確保 MOS 管安全使用,要注意的事項(xiàng)是多種多樣,,采取的安全措施也是各種各樣,,廣大的專業(yè)技術(shù)人員,特別是廣大的電子愛(ài)好者,,都要根據(jù)自己的實(shí)際情況出發(fā),,采取切實(shí)可行的辦法,安全有效地用好 MOS 管,。以上就是MOS的相關(guān)解析,,希望能帶給大家?guī)椭?/p>