Hvad er funktionerne i MOSFET?

Der er to hovedtyper af MOSFET: split junction type og isoleret gate type. Junction MOSFET (JFET) er navngivet, fordi den har to PN-junctions og isoleret portMOSFET(JGFET) er navngivet, fordi porten er fuldstændig isoleret fra andre elektroder. På nuværende tidspunkt, blandt isolerede gate MOSFET'er, er den mest almindeligt anvendte MOSFET, omtalt som MOSFET (metal-oxid-halvleder MOSFET); derudover er der PMOS, NMOS og VMOS power MOSFET'er, samt de nyligt lancerede πMOS og VMOS power moduler osv.

 

Ifølge de forskellige kanalhalvledermaterialer er forbindelsestype og isolerende porttype opdelt i kanal og P-kanal. Hvis den er opdelt efter konduktivitetstilstand, kan MOSFET opdeles i udtømningstype og forbedringstype. Junction MOSFET'er er alle udtømningstype, og isolerede gate MOSFET'er er både udtømningstype og forbedringstype.

Felteffekttransistorer kan opdeles i junction-felteffekttransistorer og MOSFET'er. MOSFET'er er opdelt i fire kategorier: N-kanal udtømningstype og forbedringstype; P-kanal udtømningstype og forbedringstype.

 

Karakteristika for MOSFET

Karakteristikken for en MOSFET er sydportspændingen UG; som styrer dens drænstrøm-ID. Sammenlignet med almindelige bipolære transistorer har MOSFET'er karakteristika med høj indgangsimpedans, lav støj, stort dynamisk område, lavt strømforbrug og nem integration.

 

Når den absolutte værdi af den negative forspænding (-UG) stiger, øges udtømningslaget, kanalen falder, og drænstrømmens ID falder. Når den absolutte værdi af den negative forspænding (-UG) falder, falder udtømningslaget, kanalen øges, og drænstrømmens ID øges. Det kan ses, at drænstrømmens ID styres af gatespændingen, så MOSFET er en spændingsstyret enhed, det vil sige, at ændringerne i udgangsstrømmen styres af ændringer i indgangsspændingen for at opnå forstærkning og andre formål.

 

Ligesom bipolære transistorer, når MOSFET bruges i kredsløb såsom forstærkning, bør der også tilføjes en forspænding til dens gate.

Gaten til forbindelsesfelteffektrøret skal påføres en omvendt biasspænding, det vil sige, at en negativ gatespænding skal påføres N-kanalrøret, og en positiv gateklo bør påføres P-kanalrøret. Forstærket isoleret gate MOSFET bør anvende forward gate spænding. Gatespændingen for en isolerende MOSFET i udtømningstilstand kan være positiv, negativ eller "0". Metoderne til at tilføje bias inkluderer den faste bias-metoden, den selvforsynede bias-metoden, den direkte koblingsmetode osv.

MOSFEThar mange parametre, herunder DC-parametre, AC-parametre og grænseparametre, men ved normal brug skal du kun være opmærksom på følgende hovedparametre: mættet dræn-kildestrøm IDSS pinch-off spænding Op, (forbindelsesrør og udtømningstilstand isoleret gate tube eller tændspænding UT (forstærket isoleret gate tube), transkonduktans gm, drain-source breakdown spænding BUDS, maksimal effekt dissipation PDSM og maksimal drain-source strøm IDSM.

(1) Mættet dræn-kildestrøm

Den mættede drain-source-strøm IDSS refererer til drain-source-strømmen, når gatespændingen UGS=0 i en overgangs- eller udtømningsisoleret gate MOSFET.

(2)Pinch-off spænding

Pinch-off spændingen UP refererer til gate-spændingen, når drain-source-forbindelsen netop er afbrudt i en junction eller depletion-type isoleret gate MOSFET. Som vist i 4-25 for UGS-ID-kurven for N-kanalrøret, kan betydningen af ​​IDSS og UP tydeligt ses.

(3) Tænd spænding

Tændspændingen UT refererer til gatespændingen, når dræn-kildeforbindelsen netop er lavet i den forstærkede isolerede gate MOSFET. Figur 4-27 viser UGS-ID-kurven for N-kanalrøret, og betydningen af ​​UT kan tydeligt ses.

(4) Transkonduktans

Transkonduktans gm repræsenterer gate-sourcespændingen UGS's evne til at styre drænstrøm-ID'en, det vil sige forholdet mellem ændringen i drænstrøm-ID'en og ændringen i gate-sourcespændingen UGS. 9m er en vigtig parameter at måle forstærkningsevnen afMOSFET.

(5) Drain-source nedbrudsspænding

Drain-source-gennembrudsspændingen BUDS refererer til den maksimale drain-source-spænding, som MOSFET'en kan acceptere, når gate-source-spændingen UGS er konstant. Dette er en begrænsende parameter, og driftsspændingen på MOSFET'en skal være mindre end BUDS.

(6) Maksimal effekttab

Den maksimale effekttab PDSM er også en grænseparameter, som refererer til den maksimalt tilladte drænkildeeffekt uden forringelse af MOSFET-ydelsen. Når det bruges, bør det faktiske strømforbrug for MOSFET være mindre end PDSM og efterlade en vis margin.

(7) Maksimal dræn-kildestrøm

Den maksimale dræn-kildestrøm IDSM er en anden grænseparameter, som refererer til den maksimale strøm, der må passere mellem drænet og kilden, når MOSFET'en fungerer normalt. MOSFET'ens driftsstrøm bør ikke overstige IDSM.

1. MOSFET kan bruges til amplifikation. Da indgangsimpedansen på MOSFET-forstærkeren er meget høj, kan koblingskondensatoren være lille, og der skal ikke bruges elektrolytiske kondensatorer.

2. Den høje indgangsimpedans af MOSFET er meget velegnet til impedanstransformation. Det bruges ofte til impedanstransformation i inputtrinnet af flertrinsforstærkere.

3. MOSFET kan bruges som en variabel modstand.

4. MOSFET kan bekvemt bruges som en konstant strømkilde.

5. MOSFET kan bruges som en elektronisk switch.

 

MOSFET har egenskaberne lav intern modstand, høj modstå spænding, hurtig omskiftning og høj lavineenergi. Det konstruerede strømspænd er 1A-200A, og spændingsspændet er 30V-1200V. Vi kan justere de elektriske parametre i henhold til kundens anvendelsesområder og anvendelsesplaner for at forbedre kundens produktpålidelighed, overordnede konverteringseffektivitet og produktpriskonkurrenceevne.

 

MOSFET vs transistor sammenligning

(1) MOSFET er et spændingskontrolelement, mens en transistor er et strømstyringselement. Når det kun er tilladt at tage en lille mængde strøm fra signalkilden, bør der anvendes en MOSFET; når signalspændingen er lav, og der tillades at tage en stor mængde strøm fra signalkilden, bør der anvendes en transistor.

(2) MOSFET bruger majoritetsbærere til at lede elektricitet, så det kaldes en unipolær enhed, mens transistorer har både majoritetsbærere og minoritetsbærere til at lede elektricitet. Det kaldes en bipolar enhed.

(3) Kilden og afløbet for nogle MOSFET'er kan bruges i flæng, og gatespændingen kan være positiv eller negativ, hvilket er mere fleksibelt end transistorer.

(4) MOSFET kan arbejde under meget lille strøm og meget lav spænding, og dens fremstillingsproces kan nemt integrere mange MOSFET'er på en siliciumwafer. Derfor er MOSFET'er blevet brugt i vid udstrækning i integrerede kredsløb i stor skala.

 

Hvordan man bedømmer kvaliteten og polariteten af ​​MOSFET

Vælg rækkevidden af ​​multimeteret til RX1K, tilslut den sorte testledning til D-polen og den røde testledning til S-polen. Berør G- og D-pælene på samme tid med hånden. MOSFET'en skal være i en øjeblikkelig ledningstilstand, dvs. målerenålen svinger til en position med mindre modstand. , og rør derefter ved G- og S-stængerne med dine hænder, bør MOSFET'en ikke reagere, det vil sige, at målernålen ikke bevæger sig tilbage til nulpositionen. På nuværende tidspunkt bør det vurderes, at MOSFET er et godt rør.

Vælg rækkevidden af ​​multimeteret til RX1K, og mål modstanden mellem de tre ben på MOSFET. Hvis modstanden mellem en ben og de to andre ben er uendelig, og den stadig er uendelig efter udskiftning af testledningerne, så er denne pin G-polen, og de to andre ben er S-polen og D-polen. Brug derefter et multimeter til at måle modstandsværdien mellem S-polen og D-polen én gang, udskift testledningerne og mål igen. Den med den mindste modstandsværdi er sort. Testledningen er forbundet til S-polen, og den røde testledning er forbundet til D-polen.

 

MOSFET-detektion og forholdsregler ved brug

1. Brug et pointer-multimeter til at identificere MOSFET'en

1) Brug modstandsmålingsmetoden til at identificere elektroderne i junction MOSFET

I overensstemmelse med fænomenet, at værdierne for fremad og baglæns modstand af PN-forbindelsen af ​​MOSFET'en er forskellige, kan de tre elektroder i forbindelses-MOSFET'en identificeres. Specifik metode: Indstil multimeteret til R×1k-området, vælg to vilkårlige elektroder, og mål deres resistansværdier henholdsvis fremad og tilbage. Når frem- og tilbagemodstandsværdierne for to elektroder er ens og er flere tusinde ohm, så er de to elektroder henholdsvis drænet D og kilden S. Fordi for junction MOSFET'er er drain og source udskiftelige, skal den resterende elektrode være gate G. Du kan også røre multimeterets sorte testledning (rød testledning er også acceptabel) til enhver elektrode, og den anden testledning for at berør de resterende to elektroder i rækkefølge for at måle modstandsværdien. Når modstandsværdierne målt to gange er omtrent lige store, er elektroden i kontakt med den sorte testledning gate, og de to andre elektroder er henholdsvis dræn og source. Hvis modstandsværdierne målt to gange begge er meget store, betyder det, at det er den modsatte retning af PN-krydset, det vil sige, at de begge er omvendte modstande. Det kan fastslås, at det er en N-kanal MOSFET, og den sorte testledning er forbundet til porten; hvis modstandsværdierne målt to gange er Modstandsværdierne er meget små, hvilket indikerer, at det er en fremadrettet PN-forbindelse, det vil sige en fremadgående modstand, og det er bestemt til at være en P-kanal MOSFET. Den sorte testledning er også forbundet til porten. Hvis ovenstående situation ikke opstår, kan du udskifte de sorte og røde testledninger og udføre testen i henhold til ovenstående metode, indtil gitteret er identificeret.

 

2) Brug modstandsmålingsmetoden til at bestemme kvaliteten af ​​MOSFET

Modstandsmålemetoden er at bruge et multimeter til at måle modstanden mellem MOSFET'ens source og drain, gate og source, gate og drain, gate G1 og gate G2 for at bestemme, om den matcher modstandsværdien angivet i MOSFET manualen. Ledelsen er god eller dårlig. Specifik metode: Indstil først multimeteret til R×10- eller R×100-området, og mål modstanden mellem kilden S og drænet D, normalt i området fra titusinder af ohm til flere tusinde ohm (det kan ses i manualen, at forskellige modeller af rør, deres modstandsværdier er forskellige), hvis den målte modstandsværdi er større end den normale værdi, kan det skyldes dårlig intern kontakt; hvis den målte modstandsværdi er uendelig, kan det være en intern knækket pol. Indstil derefter multimeteret til R×10k-området, og mål derefter modstandsværdierne mellem porte G1 og G2, mellem porten og kilden og mellem porten og afløbet. Når de målte modstandsværdier alle er uendelige, betyder det, at røret er normalt; hvis ovenstående modstandsværdier er for små, eller der er en sti, betyder det, at røret er dårligt. Det skal bemærkes, at hvis de to porte er brudt i røret, kan komponentsubstitutionsmetoden bruges til detektion.

 

3) Brug induktionssignalinputmetoden til at estimere forstærkningskapaciteten af ​​MOSFET

Specifik metode: Brug R×100-niveauet for multimetermodstanden, tilslut den røde testledning til kilden S og den sorte testledning til afløbet D. Tilføj en 1,5V strømforsyningsspænding til MOSFET. På dette tidspunkt er modstandsværdien mellem afløbet og kilden angivet med målernålen. Knib derefter porten G på krydset MOSFET med din hånd, og tilføj det inducerede spændingssignal fra den menneskelige krop til porten. På denne måde vil drænkildespændingen VDS og drænstrømmen Ib på grund af rørets forstærkningseffekt ændre sig, det vil sige, at modstanden mellem drænet og kilden ændres. Heraf kan det konstateres, at målernålen svinger i høj grad. Hvis nålen på den håndholdte gitternål svinger lidt, betyder det, at rørets forstærkningsevne er dårlig; hvis nålen svinger meget, betyder det, at rørets forstærkningsevne er stor; hvis nålen ikke bevæger sig, betyder det, at slangen er dårlig.

 

I henhold til ovenstående metode bruger vi multimeterets R×100-skala til at måle krydset MOSFET 3DJ2F. Åbn først rørets G-elektrode, og mål afløbskildemodstanden RDS til at være 600Ω. Efter at have holdt G-elektroden med hånden, svinger målernålen til venstre. Den indikerede modstand RDS er 12kΩ. Hvis målernålen svinger større, betyder det, at røret er godt. , og har større forstærkningsevne.

 

Der er et par punkter at bemærke, når du bruger denne metode: For det første, når du tester MOSFET og holder porten med din hånd, kan multimeternålen svinge til højre (modstandsværdien falder) eller til venstre (modstandsværdien stiger) . Dette skyldes det faktum, at vekselspændingen induceret af den menneskelige krop er relativt høj, og forskellige MOSFET'er kan have forskellige arbejdspunkter, når de måles med et modstandsområde (enten opererer i den mættede zone eller den umættede zone). Test har vist, at RDS for de fleste rør stiger. Det vil sige, at urviseren svinger til venstre; RDS for nogle få rør falder, hvilket får urviseren til at svinge til højre.

Men uanset i hvilken retning urviseren svinger, så længe urviseren svinger større, betyder det, at røret har større forstærkningsevne. For det andet virker denne metode også for MOSFET'er. Men det skal bemærkes, at MOSFET's inputmodstand er høj, og den tilladte inducerede spænding af porten G bør ikke være for høj, så klem ikke porten direkte med dine hænder. Du skal bruge skruetrækkerens isolerede håndtag til at røre ved porten med en metalstang. , for at forhindre ladningen induceret af den menneskelige krop i at blive direkte tilføjet til porten, hvilket forårsager portnedbrud. For det tredje skal GS-polerne efter hver måling kortsluttes. Dette skyldes, at der vil være en lille mængde ladning på GS junction kondensatoren, som opbygger VGS spændingen. Som følge heraf kan målerens visere muligvis ikke bevæge sig, når der måles igen. Den eneste måde at aflade ladningen på er at kortslutte ladningen mellem GS-elektroderne.

4) Brug modstandsmålingsmetoden til at identificere umærkede MOSFET'er

Brug først metoden til at måle modstand til at finde to stifter med modstandsværdier, nemlig source S og drænet D. De resterende to stifter er den første gate G1 og den anden gate G2. Skriv modstandsværdien mellem kilden S og drænet D målt med to testledninger først. Skift testledningerne og mål igen. Skriv den målte modstandsværdi ned. Den med den største modstandsværdi målt to gange er den sorte testledning. Den tilsluttede elektrode er drænet D; den røde testledning er forbundet til kilden S. S- og D-polerne identificeret ved denne metode kan også verificeres ved at estimere rørets forstærkningsevne. Det vil sige, at den sorte testledning med stor forstærkningsevne er forbundet til D-polen; den røde testledning er forbundet til jorden til den 8-polede. Testresultaterne for begge metoder bør være de samme. Efter at have bestemt positionerne for afløb D og kilde S, skal du installere kredsløbet i overensstemmelse med de tilsvarende positioner af D og S. Generelt vil G1 og G2 også blive justeret i rækkefølge. Dette bestemmer positionerne af de to porte G1 og G2. Dette bestemmer rækkefølgen af ​​D-, S-, G1- og G2-benene.

5) Brug ændringen i omvendt modstandsværdi til at bestemme størrelsen af ​​transkonduktansen

Når du måler transkonduktansydelsen af ​​VMOSN-kanalforbedrings-MOSFET, kan du bruge den røde testledning til at forbinde kilden S og den sorte testledning til afløbet D. Dette svarer til at tilføje en omvendt spænding mellem kilden og afløbet. På dette tidspunkt er porten åbent kredsløb, og den omvendte modstandsværdi af røret er meget ustabil. Vælg ohm-området for multimeteret til det høje modstandsområde på R×10kΩ. På dette tidspunkt er spændingen i måleren højere. Når du rører gitteret G med hånden, vil du opdage, at den omvendte modstandsværdi af røret ændrer sig betydeligt. Jo større ændringen er, jo højere er transkonduktansværdien af ​​røret; hvis transkonduktansen af ​​røret under test er meget lille, skal du bruge denne metode til at måle When , den omvendte modstand ændres kun lidt.

 

Forholdsregler for brug af MOSFET

1) For at bruge MOSFET sikkert må grænseværdierne for parametre såsom rørets dissiperede effekt, den maksimale drain-source spænding, den maksimale gate-source spænding og den maksimale strøm ikke overskrides i kredsløbsdesignet.

2) Ved brug af forskellige typer MOSFET'er skal de tilsluttes kredsløbet i nøje overensstemmelse med den påkrævede bias, og polariteten af ​​MOSFET bias skal overholdes. For eksempel er der en PN-forbindelse mellem gate-kilden og afløbet af en junction-MOSFET, og gate af et N-kanalrør kan ikke være positivt forspændt; gate af et P-kanal rør kan ikke være negativt forspændt osv.

3) Fordi MOSFET's inputimpedans er ekstremt høj, skal stifterne kortsluttes under transport og opbevaring og skal pakkes med metalafskærmning for at forhindre eksternt induceret potentiale fra nedbrud af porten. Bemærk især, at MOSFET ikke kan placeres i en plastikboks. Det er bedst at opbevare det i en metalkasse. Vær samtidig opmærksom på at holde røret fugttæt.

4) For at forhindre induktiv nedbrydning af MOSFET-porten skal alle testinstrumenter, arbejdsborde, loddekolber og selve kredsløbene være godt jordede; når du lodder stifterne, skal du lodde kilden først; før tilslutning til kredsløbet, skal røret Alle ledningsender kortsluttes til hinanden, og kortslutningsmaterialet skal fjernes, efter at svejsningen er afsluttet; når røret fjernes fra komponentstativet, skal der anvendes passende metoder til at sikre, at den menneskelige krop er jordet, såsom at bruge en jordforbindelse; selvfølgelig, hvis avanceret En gasopvarmet loddekolbe er mere praktisk til svejsning af MOSFET'er og sikrer sikkerhed; røret må ikke indsættes i eller trækkes ud af kredsløbet, før strømmen er slukket. Ovenstående sikkerhedsforanstaltninger skal være opmærksomme ved brug af MOSFET.

5) Når du installerer MOSFET, skal du være opmærksom på installationspositionen og forsøge at undgå at være tæt på varmeelementet; for at forhindre vibration af rørbeslagene er det nødvendigt at stramme rørskallen; når stiftledningerne er bøjet, skal de være 5 mm større end rodstørrelsen for at sikre, at stifterne undgås at bøje stifterne og forårsage luftlækage.

For power MOSFET'er kræves gode varmeafledningsforhold. Fordi strøm-MOSFET'er bruges under høje belastningsforhold, skal der designes tilstrækkelige køleplader til at sikre, at husets temperatur ikke overstiger den nominelle værdi, så enheden kan fungere stabilt og pålideligt i lang tid.

Kort sagt, for at sikre sikker brug af MOSFET'er er der mange ting at være opmærksomme på, og der er også forskellige sikkerhedsforanstaltninger, der skal tages. Størstedelen af ​​det professionelle og tekniske personale, især flertallet af elektroniske entusiaster, skal fortsætte baseret på deres faktiske situation og tage praktiske måder at bruge MOSFET'er sikkert og effektivt.