MOS管,即在集成電路中絕緣性場效應(yīng)管。MOS英文全稱為金屬-氧化物-半導(dǎo)體,描述了集成電路中的結(jié)構(gòu),即:在一定結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件上,加上二氧化硅和金屬,形成柵極。MOS管的source和drain是可以對調(diào)的,都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。
MOS管的工作原理(以N溝道增強型MOS場效應(yīng)管)它是利用VGS來控制“感應(yīng)電荷”的多少,以改變由這些“感應(yīng)電荷”形成的導(dǎo)電溝道的狀況,然后達到控制漏極電流的目的。在制造管子時,通過工藝使絕緣層中出現(xiàn)大量正離子,故在交界面的另一側(cè)能感應(yīng)出較多的負(fù)電荷,這些負(fù)電荷把高滲雜質(zhì)的N區(qū)接通,形成了導(dǎo)電溝道,即使在VGS=0時也有較大的漏極電流ID。當(dāng)柵極電壓改變時,溝道內(nèi)被感應(yīng)的電荷量也改變,導(dǎo)電溝道的寬窄也隨之而變,因而漏極電流ID隨著柵極電壓的變化而變化。
優(yōu)質(zhì)的MOS管可以接受的電流峰值更高。普通狀況下我們要判別主板上MOS管的質(zhì)量上下,能夠看它能接受的最大電流值。影響MOS管質(zhì)量上下的參數(shù)十分多,像極端電流、極端電壓等。但在MOS管上無法標(biāo)注這么多參數(shù),所以在MOS管外表普通只標(biāo)注了產(chǎn)品的型號,我們能夠依據(jù)該型號上網(wǎng)查找詳細的性能參數(shù)。還要闡明的是,溫度也是MOS管一個十分重要的性能參數(shù)。主要包括環(huán)境溫度、管殼溫度、貯成溫度等。由于CPU頻率的進步,MOS管需求接受的電流也隨著加強,提供近百A的電流曾經(jīng)很常見了。如此宏大的電流經(jīng)過時產(chǎn)生的熱量當(dāng)然使MOS管“發(fā)燒”了。為了MOS管的平安,高質(zhì)量主板也開端為MOS管加裝散熱片了。
G極,不用說比較好認(rèn)。
S極,不論是p溝道還是N溝道,兩根線相交的就是;
D極,不論是p溝道還是N溝道,是單獨引線的那邊。
判定柵極G:將萬用表撥至R&TImes;1k檔,用萬用表的負(fù)極任意接一電極,另一只表筆依次去接觸其余的兩個極,測其電阻。若兩次測得的電阻值近似相等,則負(fù)表筆所接觸的為柵極,另外兩電極為漏極和源極。漏極和源極互換,若兩次測出的電阻都很大,則為N溝道;若兩次測得的阻值都很小,則為P溝道。
判定源極S、漏極D:在源-漏之間有一個PN結(jié),因此根據(jù)PN結(jié)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,此時黑表筆的是S極,紅表筆接D極。
1、用10K檔,內(nèi)有15伏電池。可提供導(dǎo)通電壓。
2、因為柵極等效于電容,與任何腳不通,不論N管或P管都很容易找出柵極來,否則是壞管。
3、利用表筆對柵源間正向或反向充電,可使漏源通或斷,且由于柵極上電荷能保持,上述兩步可分先后,不必同步,方便。但要放電時需短路管腳或反充。
4、大都源漏間有反并二極管,應(yīng)注意,及幫助判斷。
5、大都封莊為字面對自已時,左柵中漏右源。以上前三點必需掌握,后兩點靈活運用,很快就能判管腳,分好壞。
如果對新拿到的不明MOS管,可以通過測定來判斷腳極,只有準(zhǔn)確判定腳的排列,才能正確使用。
①柵極G的測定:用萬用表R&TImes;100檔,測任意兩腳之間正反向電阻,若其中某次測得電阻為數(shù)百Ω),該兩腳是D、S,第三腳為G。
②漏極D、源極S及類型判定:用萬用表R&TImes;10kΩ檔測D、S問正反向電阻,正向電阻約為0.2&TImes;10kΩ,反向電阻(5一∞)X100kΩ。在測反向電阻時,紅表筆不動,黑表筆脫離引腳后,與G碰一下,然后回去再接原引腳,出現(xiàn)兩種情況:
a.若讀數(shù)由原來較大值變?yōu)?(0×10kΩ),則紅表筆所接為S,黑表筆為D。用黑表筆接觸G有效,使MOS管D、S間正反向電阻值均為0Ω,還可證明該管為N溝道。
b.若讀數(shù)仍為較大值,黑表筆不動,改用紅表筆接觸G,碰一下之后立即回到原腳,此時若讀數(shù)為0Ω,則黑表筆接的是S極、紅表筆為D極,用紅表筆接觸G極有效,該MOS管為P溝道。
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)電路狀態(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)計電路的最忌諱的錯誤。
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到。所以ID小于最大電流,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。
MOS管可以用作可變電阻也可應(yīng)用于放大。由于場效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器。且場效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。場效應(yīng)管可以方便地用作恒流源也可以用作電子開關(guān)。
有些場效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負(fù),靈活性比晶體管好。場效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應(yīng)管集成在一塊硅片上,因此場效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。
在一般電子電路中,通常被用于放大電路或開關(guān)電路。而在主板上的電源穩(wěn)壓電路中,MOSFET扮演的角色主要是判斷電位,它在主板上常用“Q”加數(shù)字表示。