MOSFET基知知識(shí)
1.場(chǎng)效應(yīng)管名詞解釋、分類
場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管,它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件,主要特點(diǎn)是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層,具有輸入電阻高(108~109Ω)、噪聲小、功耗低、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。
場(chǎng)效應(yīng)管分結(jié)型、絕緣柵型兩大類。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)因有兩個(gè)PN結(jié)而得名,絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(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(chǎng)效應(yīng)管中,應(yīng)用最為廣泛的是MOS場(chǎng)效應(yīng)管,簡(jiǎn)稱MOS管(即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET);此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場(chǎng)效應(yīng)管,以及最近剛問(wèn)世的πMOS場(chǎng)效應(yīng)管、VMOS功率模塊等。
按溝道半導(dǎo)體材料的不同,結(jié)型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種(見(jiàn)下圖1)。若按導(dǎo)電方式來(lái)劃分,場(chǎng)效應(yīng)管又可分成耗盡型與增強(qiáng)型。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型,絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的,也有增強(qiáng)型的。
MOS場(chǎng)效應(yīng)管即金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管,英文縮寫為MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor),屬于絕緣柵型。所謂增強(qiáng)型是指:當(dāng)VGS=0時(shí)管子是呈截止?fàn)顟B(tài),加上正確的VGS后,多數(shù)載流子被吸引到柵極,從而“增強(qiáng)”了該區(qū)域的載流子,形成導(dǎo)電溝道。耗盡型則是指,當(dāng)VGS=0時(shí)即形成溝道,加上正確的VGS時(shí),能使多數(shù)載流子流出溝道,因而“耗盡”了載流子,使管子轉(zhuǎn)向截止。
MOS場(chǎng)效應(yīng)管比較“嬌氣”。這是由于它的輸入電阻很高,而柵-源極間電容又非常小,極易受外界電磁場(chǎng)或靜電的感應(yīng)而帶電,而少量電荷就可在極間電容上形成相當(dāng)高的電壓(U=Q/C),將管子損壞。因此出廠時(shí)各管腳都絞合在一起,或裝在金屬箔內(nèi),使G極與S極呈等電位,防止積累靜電荷。管子不用時(shí),全部引線也應(yīng)短接。在測(cè)量時(shí)應(yīng)格外小心,并采取相應(yīng)的防靜電感措施(MOS管存放方式)。
2.MOS管判定電極
將萬(wàn)用表?yè)苡赗×100檔,首先確定柵極。若某腳與其它腳的電阻都是無(wú)窮大,證明此腳就是柵極G。交換表筆重測(cè)量,S-D之間的電阻值應(yīng)為幾百歐至幾千歐,其中阻值較小的那,黑表筆接的為D極,紅表筆接的是S極。日本生產(chǎn)的3SK系列產(chǎn)品,S極與管殼接通,據(jù)此很容易確定S極。
3.MOS管使用注意事項(xiàng)
(1)、從場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)上看,其源極和漏極是對(duì)稱的,因此源極和漏極可以互換。但有些場(chǎng)效應(yīng)管在制造時(shí)已將襯底引線與源極連在一起,這種場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極就不能互換了。
(2)、場(chǎng)效應(yīng)管各極間電壓的極性應(yīng)正確接入,結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵-源電壓vGS的極性不能接反。
(3)、當(dāng)MOS管的襯底引線單獨(dú)引出時(shí),應(yīng)將其接到電路中的電位點(diǎn)(對(duì)N溝道MOS管而言)或電位點(diǎn)(對(duì)P溝道MOS管而言),以保證溝道與襯底間的PN結(jié)處于反向偏置,使襯底與溝道及各電極隔離。
(4)、MOS管的柵極是絕緣的,感應(yīng)電荷不易泄放,而且絕緣層很薄,極易擊穿。所以柵極不能開(kāi)路,存放時(shí)應(yīng)將各電極短路。焊接時(shí),電烙鐵必須可靠接地,或者斷電利用烙鐵余熱焊接,并注意對(duì)交流電場(chǎng)的屏蔽。
(5)、選擇MOS管三個(gè)重要參數(shù):Vgs / Id / Rds, 其中Rds越小功耗越小。