場效電晶體 使用原則

時間 2021-10-14 22:54:30

1樓:匿名使用者

mos場效電晶體

即金屬-氧化物-半導體型場效電晶體,英文縮寫為mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor),屬於絕緣柵型。其主要特點是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化矽絕緣層,因此具有很高的輸入電阻(最高可達1015ω)。它也分n溝道管和p溝道管,符號如圖1所示。

通常是將襯底(基板)與源極s接在一起。根據導電方式的不同,mosfet又分增強型、耗盡型。所謂增強型是指:

當vgs=0時管子是呈截止狀態,加上正確的vgs後,多數載流子被吸引到柵極,從而「增強」了該區域的載流子,形成導電溝道。耗盡型則是指,當vgs=0時即形成溝道,加上正確的vgs時,能使多數載流子流出溝道,因而「耗盡」了載流子,使管子轉向截止。

以n溝道為例,它是在p型矽襯底上製成兩個高摻雜濃度的源擴散區n+和漏擴散區n+,再分別引出源極s和漏極d。源極與襯底在內部連通,二者總保持等電位。圖1(a)符號中的前頭方向是從外向電,表示從p型材料(襯底)指身n型溝道。

當漏接電源正極,源極接電源負極並使vgs=0時,溝道電流(即漏極電流)id=0。隨著vgs逐漸公升高,受柵極正電壓的吸引,在兩個擴散區之間就感應出帶負電的少數載流子,形成從漏極到源極的n型溝道,當vgs大於管子的開啟電壓vtn(一般約為+2v)時,n溝道管開始導通,形成漏極電流id。

國產n溝道mosfet的典型產品有3do1、3do2、3do4(以上均為單柵管),4do1(雙柵管)。它們的管腳排列(底檢視)見圖2。

mos場效電晶體比較「嬌氣」。這是由於它的輸入電阻很高,而柵-源極間電容又非常小,極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電,而少量電荷就可在極間電容上形成相當高的電壓(u=q/c),將管子損壞。因此了廠時各管腳都絞合在一起,或裝在金屬箔內,使g極與s極呈等電位,防止積累靜電荷。

管子不用時,全部引線也應短接。在測量時應格外小心,並採取相應的防靜電感措施。下面介紹檢測方法。

1.準備工作

測量之前,先把人體對地短路後,才能摸觸mosfet的管腳。最好在手腕上接一條導線與大地連通,使人體與大地保持等電位。再把管腳分開,然後拆掉導線。

2.判定電極

將萬用表撥於r×100檔,首先確定柵極。若某腳與其它腳的電阻都是無窮大,證明此腳就是柵極g。交換錶筆重測量,s-d之間的電阻值應為幾百歐至幾千歐,其中阻值較小的那一次,黑錶筆接的為d極,紅錶筆接的是s極。

日本生產的3sk系列產品,s極與管殼接通,據此很容易確定s極。

3.檢查放大能力(跨導)

將g極懸空,黑錶筆接d極,紅錶筆接s極,然後用手指觸控g極,表針應有較大的偏轉。雙柵mos場效電晶體有兩個柵極g1、g2。為區分之,可用手分別觸控g1、g2極,其中表針向左側偏轉幅度較大的為g2極。

目前有的mosfet管在g-s極間增加了保護二極體,平時就不需要把各管腳短路了。

vmos場效電晶體

vmos場效電晶體(vmosfet)簡稱vmos管或功率場效電晶體,其全稱為v型槽mos場效電晶體。它是繼mosfet之後新發展起來的高效、功率開關器件。它不僅繼承了mos場效電晶體輸入阻抗高(≥108w)、驅動電流小(左右0.

1μa左右),還具有耐壓高(最高可耐壓1200v)、工作電流大(1.5a~100a)、輸出功率高(1~250w)、跨導的線性好、開關速度快等優良特性。正是由於它將電子管與功率電晶體之優點集於一身,因此在電壓放大器(電壓放大倍數可達數千倍)、功率放大器、開關電源和逆變器中正獲得廣泛應用。

眾所周知,傳統的mos場效電晶體的柵極、源極和漏極大大致處於同一水平面的晶元上,其工作電流基本上是沿水平方向流動。vmos管則不同,從圖1上可以看出其兩大結構特點:第一,金屬柵極採用v型槽結構;第二,具有垂直導電性。

由於漏極是從晶元的背面引出,所以id不是沿晶元水平流動,而是自重摻雜n+區(源極s)出發,經過p溝道流入輕摻雜n-漂移區,最後垂直向下到達漏極d。電流方向如圖中箭頭所示,因為流通截面積增大,所以能通過大電流。由於在柵極與晶元之間有二氧化矽絕緣層,因此它仍屬於絕緣柵型mos場效電晶體。

國內生產vmos場效電晶體的主要廠家有877廠、天津半導體器件四廠、杭州電子管廠等,典型產品有vn401、vn672、vmpt2等。表1列出六種vmos管的主要引數。其中,irfpc50的外型如圖3所示。

下面介紹檢測vmos管的方法。

1.判定柵極g

將萬用表撥至r×1k檔分別測量三個管腳之間的電阻。若發現某腳與其字兩腳的電阻均呈無窮大,並且交換錶筆後仍為無窮大,則證明此腳為g極,因為它和另外兩個管腳是絕緣的。

2.判定源極s、漏極d

由圖1可見,在源-漏之間有乙個pn結,因此根據pn結正、反向電阻存在差異,可識別s極與d極。用交換表筆法測兩次電阻,其中電阻值較低(一般為幾千歐至十幾千歐)的一次為正向電阻,此時黑錶筆的是s極,紅錶筆接d極。

3.測量漏-源通態電阻rds(on)

將g-s極短路,選擇萬用表的r×1檔,黑錶筆接s極,紅錶筆接d極,阻值應為幾歐至十幾歐。

由於測試條件不同,測出的rds(on)值比手冊中給出的典型值要高一些。例如用500型萬用表r×1檔實測乙隻irfpc50型vmos管,rds(on)=3.2w,大於0.

58w(典型值)。

4.檢查跨導

將萬用表置於r×1k(或r×100)檔,紅錶筆接s極,黑錶筆接d極,手持螺絲刀去碰觸柵極,表針應有明顯偏轉,偏轉愈大,管子的跨導愈高。

注意事項:

(1)vmos管亦分n溝道管與p溝道管,但絕大多數產品屬於n溝道管。對於p溝道管,測量時應交換錶筆的位置。

(2)有少數vmos管在g-s之間並有保護二極體,本檢測方法中的1、2項不再適用。

(3)目前市場上還有一種vmos管功率模組,專供交流電機調速器、逆變器使用。例如美國ir公司生產的irft001型模組,內部有n溝道、p溝道管各三隻,構成三相橋式結構。

(4)現在市售vnf系列(n溝道)產品,是美國supertex公司生產的超高頻功率場效電晶體,其最高工作頻率fp=120mhz,idsm=1a,pdm=30w,共源小訊號低頻跨導gm=2000μs。適用於高速開關電路和廣播、通訊裝置中。

(5)使用vmos管時必須加合適的散熱器後。以vnf306為例,該管子加裝140×140×4(mm)的散熱器後,最大功率才能達到30w

場效應電晶體

場效應電晶體(fet)簡稱場效電晶體,它屬於電壓控制型半導體器件,具有輸入電阻高(108~109ω)、雜訊小、功耗低、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點,現已成為雙極型電晶體和功率電晶體的強大競爭者。

場效電晶體分結型、絕緣柵型兩大類。結型場效電晶體(jfet)因有兩個pn結而得名,絕緣柵型場效電晶體(jgfet)則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。目前在絕緣柵型場效電晶體中,應用最為廣泛的是mos場效電晶體,簡稱mos管(即金屬-氧化物-半導體場效電晶體mosfet);此外還有pmos、nmos和vmos功率場效電晶體,以及最近剛問世的πmos場效電晶體、vmos功率模組等。

按溝道半導體材料的不同,結型和絕緣柵型各分溝道和p溝道兩種。若按導電方式來劃分,場效電晶體又可分成耗盡型與增強型。結型場效電晶體均為耗盡型,絕緣柵型場效電晶體既有耗盡型的,也有增強型的。

場效應電晶體可分為結場效應電晶體和mos場效應電晶體。而mos場效應電晶體又分為n溝耗盡型和增強型;p溝耗盡型和增強型四大類。見附圖1。

mos場效應電晶體使用注意事項。

mos場效應電晶體在使用時應注意分類,不能隨意互換。mos場效應電晶體由於輸入阻抗高(包括mos積體電路)極易被靜電擊穿,使用時應注意以下規則:

1. mos器件出廠時通常裝在黑色的導電泡沫塑料袋中,切勿自行隨便拿個塑膠袋裝。也可用細銅線把各個引腳連線在一起,或用錫紙包裝

2.取出的mos器件不能在塑料板上滑動,應用金屬盤來盛放待用器件。

3. 焊接用的電烙鐵必須良好接地。

4. 在焊接前應把電路板的電源線與地線短接,再mos器件焊接完成後在分開。

5. mos器件各引腳的焊接順序是漏極、源極、柵極。拆機時順序相反。

6.電路板在裝機之前,要用接地的線夾子去碰一下機器的各接線端子,再把電路板接上去。

7. mos場效應電晶體的柵極在允許條件下,最好接入保護二極體。在檢修電路時應注意查證原有的保護二極體是否損壞。

場效電晶體的測試。

下面以常用的3dj型n溝道結型場效電晶體為例解釋其測試方法:

3dj型結型場效電晶體可看作乙隻npn型的晶體三極體,柵極g對應基極b,漏極d對應集電極c,源極s對應發射極e。所以只要像測量晶體三極體那樣測pn結的正、反向電阻既可。把萬用表撥在r*100擋用黑錶筆接場效電晶體其中乙個電極,紅錶筆分別接另外兩極,當出現兩次低電阻時,黑錶筆接的就是場效電晶體的柵極。

紅錶筆接的就是漏極或源極。對結型場效電晶體而言,漏極和源極可以互換。對於有4個管腳的結型場效電晶體,另外一極是遮蔽極(使用中接地)。

目前常用的結型場效電晶體和mos型絕緣柵場效電晶體的管腳順序如圖2所示。

場效應電晶體的好壞的判斷。

先用mf10型萬用表r*100kω擋(內建有15v電池),把負錶筆(黑)接柵極(g),正錶筆(紅)接源極(s)。給柵、源極之間充電,此時萬用表指標有輕微偏轉。再該用萬用表r*1ω擋,將負錶筆接漏極(d),正錶筆接源極(s),萬用表指示值若為幾歐姆,則說明場效電晶體是好的。

2樓:hi漫海

場效電晶體 使用原則:根據場效電晶體相應的一些引數,首先是一些硬性指標,例如ds耐壓,和ds所能承受的最大電流,gs耐壓。其次考慮rds,頻率,開通關斷時間等引數。

場效應電晶體(field effect transistor縮寫(fet))簡稱場效電晶體。主要有兩種型別(junction fet—jfet)和金屬 - 氧化物半導體場效電晶體(metal-oxide semiconductor fet,簡稱mos-fet)。由多數載流子參與導電,也稱為單極型電晶體。

它屬於電壓控制型半導體器件。具有輸入電阻高(107~1015ω)、雜訊小、功耗低、動態範圍大、易於整合、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點,現已成為雙極型電晶體和功率電晶體的強大競爭者。

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