N溝道耗盡型MOSFET場效應(yīng)管的基本結(jié)構(gòu):a.結(jié)構(gòu):N溝道耗盡型MOS管與N溝道增強(qiáng)型MOS管基本相似。b.區(qū)別:耗盡型MOS管在vGS=0時,漏——源極間已有導(dǎo)電溝道產(chǎn)生,而增強(qiáng)型MOS管要在vGS≥VT時才出現(xiàn)導(dǎo)電溝道。c.原因:制造N溝道耗盡型MOS管時,在SiO2絕緣層中摻入了大量的堿金屬正離子Na+或K+(制造P溝道耗盡型MOS管時摻入負(fù)離子),如圖1(a)所示,因此即使vGS=0時,在這些正離子產(chǎn)生的電場作用下,漏——源極間的P型襯底表面也能感應(yīng)生成N溝道(稱為初始溝道),只要加上正向電壓vDS,就有電流iD。 如果加上正的vGS,柵極與N溝道間的電場將在溝道中吸引來更多的電子,溝道加寬,溝道電阻變小,iD增大。反之vGS為負(fù)時,溝道中感應(yīng)的電子減少,溝道變窄,溝道電阻變大,iD減小。當(dāng)vGS負(fù)向增加到某一數(shù)值時,導(dǎo)電溝道消失,iD趨于零,管子截止,故稱為耗盡型。溝道消失時的柵-源電壓稱為夾斷電壓,仍用VP表示。與N溝道結(jié)型場效應(yīng)管相同,N溝道耗盡型MOS管的夾斷電壓VP也為負(fù)值,但是,前者只能在vGS<0的情況下工作。而后者在vGS=0,vGS>0MOSFET是最常見的場效應(yīng)管,其優(yōu)勢在于高輸入電阻和低功耗。杭州場效應(yīng)管廠家精選
場效應(yīng)管與雙極性晶體管的比較:1.場效應(yīng)管是電壓控制器件,柵極基本不取電流,而晶體管是電流控制器件,基極必須取一定的電流。因此,在信號源額定電流極小的情況,應(yīng)選用場效應(yīng)管。2.場效應(yīng)管是多子導(dǎo)電,而晶體管的兩種載流子均參與導(dǎo)電。由于少子的濃度對溫度、輻射等外界條件很敏感,因此,對于環(huán)境變化較大的場合,采用場效應(yīng)管比較合適。3.場效應(yīng)管除了和晶體管一樣可作為放大器件及可控開關(guān)外,還可作壓控可變線性電阻使用。4.場效應(yīng)管的源極和漏極在結(jié)構(gòu)上是對稱的,可以互換使用,耗盡型MOS管的柵——源電壓可正可負(fù)。因此,使用場效應(yīng)管比晶體管靈活。杭州場效應(yīng)管廠家精選場效應(yīng)管的柵極電壓對其導(dǎo)電性能有明顯影響,通過調(diào)節(jié)柵極電壓可以控制電路的輸出。
MOSFET管基本結(jié)構(gòu)與工作原理:mos管學(xué)名是場效應(yīng)管,是金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場效應(yīng)管,屬于絕緣柵型。本文就結(jié)構(gòu)構(gòu)造、特點、實用電路等幾個方面用工程師的話簡單描述。MOS場效應(yīng)三極管分為:增強(qiáng)型(又有N溝道、P溝道之分)及耗盡型(分有N溝道、P溝道)。N溝道增強(qiáng)型MOSFET的結(jié)構(gòu)示意圖和符號見上圖。其中:電極 D(Drain) 稱為漏極,相當(dāng)雙極型三極管的集電極;電極 G(Gate) 稱為柵極,相當(dāng)于的基極;電極 S(Source)稱為源極,相當(dāng)于發(fā)射極。
以上討論的是MOSFET ON狀態(tài)時電阻的選擇,在MOSFET OFF狀態(tài)時為了保證柵極電荷快速瀉放,此時阻值要盡量小。通常為了保證快速瀉放,在Rg上可以并聯(lián)一個二極管。當(dāng)瀉放電阻過小,由于走線電感的原因也會引起諧振(因此有些應(yīng)用中也會在這個二極管上串一個小電阻),但是由于二極管的反向電流不導(dǎo)通,此時Rg又參與反向諧振回路,因此可以抑制反向諧振的尖峰。估算導(dǎo)通損耗、輸出的要求和結(jié)區(qū)溫度的時候,就可以參考前文所指出的方法。MOSFET的應(yīng)用領(lǐng)域非常普遍,遠(yuǎn)非一兩篇文章可以概括。場效應(yīng)管的可靠性較高,壽命長。
MOS管參數(shù):功率MOSFET的一定較大額定值:注①:漏源較大電壓VDSS,可視為反向施加在體二極管兩端的電壓值,故只有一個方向。注②:柵源較大電壓VGSS,即施加在柵極電極與源極電極之間的電壓,由于柵極與P型半導(dǎo)體襯底中加了SiO2絕緣層,只要電壓一定值超過絕緣層耐壓均會擊穿,故有兩個方向“±”。注③:漏級較大電流ID與體二極管流過的反向漏級較大電流IDR(或稱為IS)一般規(guī)格書中數(shù)值一致,均為流過N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體襯底形成的PN結(jié)的較大電流。注④:ID(pulse)需要看施加電流的脈沖寬度,脈寬不一致的不能沿用規(guī)格書數(shù)據(jù)。注⑤:雪崩電流IAP同樣需要關(guān)注脈沖寬度。場效應(yīng)管也可以用作開關(guān),可以控制電路的通斷。杭州場效應(yīng)管廠家精選
場效應(yīng)管有三種類型,分別是MOSFET、JFET和IGBT,它們各自具有不同的特性和應(yīng)用領(lǐng)域。杭州場效應(yīng)管廠家精選
MOS管發(fā)熱情況有:1.電路設(shè)計的問題,就是讓MOS管工作在線性的工作狀態(tài),而不是在開關(guān)狀態(tài)。這也是導(dǎo)致MOS管發(fā)熱的一個原因。如果N-MOS做開關(guān),G級電壓要比電源高幾V,才能完全導(dǎo)通,P-MOS則相反。沒有完全打開而壓降過大造成功率消耗,等效直流阻抗比較大,壓降增大,所以U*I也增大,損耗就意味著發(fā)熱。這是設(shè)計電路的較忌諱的錯誤。2.頻率太高,主要是有時過分追求體積,導(dǎo)致頻率提高,MOS管上的損耗增大了,所以發(fā)熱也加大了。3.沒有做好足夠的散熱設(shè)計,電流太高,MOS管標(biāo)稱的電流值,一般需要良好的散熱才能達(dá)到。所以ID小于較大電流,也可能發(fā)熱嚴(yán)重,需要足夠的輔助散熱片。4.MOS管的選型有誤,對功率判斷有誤,MOS管內(nèi)阻沒有充分考慮,導(dǎo)致開關(guān)阻抗增大。杭州場效應(yīng)管廠家精選