Kokios yra MOSFET funkcijos?

Yra du pagrindiniai MOSFET tipai: padalintas jungties tipas ir izoliuotų vartų tipas. Jungtis MOSFET (JFET) pavadinta dėl to, kad turi dvi PN jungtis ir izoliuotus vartusMOSFET(JGFET) pavadintas todėl, kad vartai yra visiškai izoliuoti nuo kitų elektrodų. Šiuo metu tarp izoliuotų vartų MOSFET dažniausiai naudojamas MOSFET, vadinamas MOSFET (metal-oxide-semiconductor MOSFET); be to, yra PMOS, NMOS ir VMOS maitinimo MOSFET, taip pat neseniai išleisti πMOS ir VMOS maitinimo moduliai ir kt.

 

Pagal skirtingas kanalų puslaidininkines medžiagas jungties tipas ir izoliacinių vartų tipas skirstomi į kanalus ir P kanalus. Jei MOSFET skirstomas pagal laidumo režimą, jį galima suskirstyti į išeikvojimo tipą ir patobulinimo tipą. Visi sankryžos MOSFET yra išeikvojimo tipo, o izoliuotų vartų MOSFET yra ir išeikvojimo, ir patobulinimo tipo.

Lauko efekto tranzistorius galima suskirstyti į jungties lauko tranzistorius ir MOSFET. MOSFETai skirstomi į keturias kategorijas: N kanalo išeikvojimo tipas ir patobulinimo tipas; P kanalo išeikvojimo tipas ir patobulinimo tipas.

 

MOSFET charakteristikos

MOSFET charakteristika yra pietų vartų įtampa UG; kuris valdo jo nutekėjimo srovės ID. Palyginti su įprastais bipoliniais tranzistoriais, MOSFET pasižymi didele įėjimo varža, mažu triukšmu, dideliu dinaminiu diapazonu, mažu energijos suvartojimu ir lengvu integravimu.

 

Kai absoliuti neigiamo poslinkio įtampa (-UG) didėja, išsekimo sluoksnis didėja, kanalas mažėja ir nutekėjimo srovės ID sumažėja. Kai sumažėja absoliuti neigiamo poslinkio įtampos (-UG) vertė, mažėja išsekimo sluoksnis, padidėja kanalas ir padidėja nutekėjimo srovės ID. Matyti, kad nutekėjimo srovės ID valdomas vartų įtampa, taigi MOSFET yra įtampos valdomas įrenginys, ty išėjimo srovės pokyčius valdo įvesties įtampos pokyčiai, kad būtų pasiektas stiprinimas ir kitiems tikslams.

 

Kaip ir bipoliniai tranzistoriai, kai MOSFET naudojamas tokiose grandinėse kaip stiprinimas, prie jo vartų taip pat turėtų būti pridėta poslinkio įtampa.

Sankryžos lauko efekto vamzdžio užtvaras turi būti įjungtas su atvirkštine poslinkio įtampa, tai yra, N kanalo vamzdžiui turi būti taikoma neigiama vartų įtampa, o P kanalo vamzdyje - teigiama užtvara. Sustiprintas izoliuotas vartų MOSFET turi taikyti tiesioginę vartų įtampą. Išeikvojimo režimo izoliuojančio MOSFET vartų įtampa gali būti teigiama, neigiama arba "0". Poslinkio pridėjimo metodai apima fiksuoto poslinkio metodą, savarankiško poslinkio metodą, tiesioginio sujungimo metodą ir kt.

MOSFETturi daug parametrų, įskaitant nuolatinės srovės parametrus, kintamosios srovės parametrus ir ribinius parametrus, tačiau įprastai naudojant reikia atkreipti dėmesį tik į šiuos pagrindinius parametrus: prisotintą nutekėjimo šaltinio srovę IDSS suspaudimo įtampa Aukštyn, (jungties vamzdis ir išeikvojimo režimas izoliuoti vartų vamzdis arba įjungimo įtampa UT (sustiprintas izoliuotas vartų vamzdis), translaidumas gm, nutekėjimo šaltinio gedimo įtampa BUDS, didžiausias galios išsklaidymas PDSM ir maksimali nutekėjimo šaltinio srovė IDSM.

(1) Prisotinta nutekėjimo šaltinio srovė

Sočiųjų nutekėjimo šaltinio srovė IDSS reiškia nutekėjimo šaltinio srovę, kai vartų įtampa UGS = 0 sankryžoje arba išeikvotoje izoliuotoje MOSFET vartoje.

(2) Atjungimo įtampa

Suspaudimo įtampa UP reiškia vartų įtampą, kai nutekėjimo šaltinio jungtis tiesiog nutraukiama sankryžoje arba išsekimo tipo izoliuotuose MOSFET vartuose. Kaip parodyta 4-25 N-kanalo vamzdžio UGS-ID kreivė, IDSS ir UP reikšmė gali būti aiškiai matoma.

(3) Įjungimo įtampa

Įjungimo įtampa UT reiškia vartų įtampą, kai išleidimo šaltinio jungtis yra tik sustiprintame izoliuotame MOSFET vartuose. 4-27 paveiksle parodyta N kanalo vamzdžio UGS-ID kreivė, o UT reikšmė aiškiai matoma.

(4) Translaidumas

Translaidumas gm parodo vartų šaltinio įtampos UGS gebėjimą valdyti nutekėjimo srovės ID, tai yra, nutekėjimo srovės ID pokyčio ir vartų šaltinio įtampos UGS pokyčio santykį. 9 m yra svarbus parametras, skirtas išmatuoti stiprinimo galimybesMOSFET.

(5) Nutekėjimo šaltinio gedimo įtampa

Nutekėjimo šaltinio gedimo įtampa BUDS reiškia didžiausią nutekėjimo šaltinio įtampą, kurią MOSFET gali priimti, kai vartų šaltinio įtampa UGS yra pastovi. Tai yra ribojantis parametras, o MOSFET darbinė įtampa turi būti mažesnė nei BUDS.

(6) Didžiausias galios išsklaidymas

Didžiausias galios išsklaidymas PDSM taip pat yra ribinis parametras, nurodantis didžiausią nutekėjimo šaltinio galios sklaidą, leidžiamą nepablogėjus MOSFET veikimui. Kai naudojamas, tikrasis MOSFET energijos suvartojimas turėtų būti mažesnis nei PDSM ir palikti tam tikrą maržą.

(7) Didžiausia nutekėjimo šaltinio srovė

Didžiausia nutekėjimo šaltinio srovė IDSM yra dar vienas ribinis parametras, nurodantis didžiausią srovę, leidžiamą tarp kanalizacijos ir šaltinio, kai MOSFET veikia normaliai. MOSFET veikimo srovė neturi viršyti IDSM.

1. MOSFET gali būti naudojamas stiprinimui. Kadangi MOSFET stiprintuvo įėjimo varža yra labai didelė, jungiamasis kondensatorius gali būti mažas ir elektrolitinių kondensatorių naudoti nereikia.

2. Didelė MOSFET įėjimo varža labai tinka impedanso transformacijai. Jis dažnai naudojamas impedanso transformavimui daugiapakopių stiprintuvų įvesties pakopoje.

3. MOSFET gali būti naudojamas kaip kintamasis rezistorius.

4. MOSFET galima patogiai naudoti kaip nuolatinės srovės šaltinį.

5. MOSFET gali būti naudojamas kaip elektroninis jungiklis.

 

MOSFET pasižymi maža vidine varža, aukšta atsparumo įtampa, greitu perjungimu ir didele lavinų energija. Suprojektuotas srovės intervalas yra 1A-200A, o įtampos intervalas yra 30V-1200V. Galime reguliuoti elektrinius parametrus pagal kliento taikymo sritis ir pritaikymo planus, kad pagerintume kliento gaminio patikimumą, bendrą konversijos efektyvumą ir produkto kainų konkurencingumą.

 

MOSFET ir tranzistorių palyginimas

(1) MOSFET yra įtampos valdymo elementas, o tranzistorius yra srovės valdymo elementas. Kai iš signalo šaltinio leidžiama paimti tik nedidelį srovės kiekį, reikia naudoti MOSFET; kai signalo įtampa žema ir iš signalo šaltinio leidžiama paimti daug srovės, reikia naudoti tranzistorių.

(2) MOSFET elektrai pravesti naudoja daugumos nešiklius, todėl jis vadinamas vienpoliu įtaisu, o tranzistoriai turi ir pagrindinius nešiklius, ir mažumos nešiklius elektrai praleisti. Jis vadinamas bipoliniu prietaisu.

(3) Kai kurių MOSFET šaltinį ir nutekėjimą galima naudoti pakaitomis, o vartų įtampa gali būti teigiama arba neigiama, o tai yra lankstesnė nei tranzistorių.

(4) MOSFET gali veikti esant labai mažai srovei ir labai žemai įtampai, o jo gamybos procese galima lengvai integruoti daug MOSFET ant silicio plokštelės. Todėl MOSFET buvo plačiai naudojami didelio masto integriniuose grandynuose.

 

Kaip įvertinti MOSFET kokybę ir poliškumą

Pasirinkite multimetro diapazoną iki RX1K, juodą bandymo laidą prijunkite prie D poliaus, o raudoną – prie S poliaus. Vienu metu ranka palieskite G ir D polius. MOSFET turi būti momentinio laidumo būsenoje, tai yra, matuoklio adata pasisuka į padėtį su mažesniu pasipriešinimu. , o tada rankomis palieskite G ir S polius, MOSFET neturėtų reaguoti, tai yra, matuoklio adata nejudės atgal į nulinę padėtį. Šiuo metu reikėtų nuspręsti, kad MOSFET yra geras vamzdis.

Pasirinkite multimetro diapazoną iki RX1K ir išmatuokite varžą tarp trijų MOSFET kaiščių. Jei pasipriešinimas tarp vieno kaiščio ir kitų dviejų kontaktų yra begalinis, o sukeitus bandymo laidus vis dar yra begalinis, tada šis kaištis yra G polius, o kiti du kontaktai yra S polius ir D polius. Tada multimetru vieną kartą išmatuokite varžos vertę tarp S polių ir D polių, pakeiskite bandymo laidus ir išmatuokite dar kartą. Tas, kurio pasipriešinimo vertė mažesnė, yra juodas. Bandymo laidas prijungtas prie S poliaus, o raudonas – prie D poliaus.

 

MOSFET aptikimo ir naudojimo atsargumo priemonės

1. MOSFET identifikavimui naudokite multimetrą

1) Naudokite varžos matavimo metodą MOSFET jungties elektrodams nustatyti

Pagal reiškinį, kad MOSFET PN sandūros priekinės ir atvirkštinės varžos vertės skiriasi, galima identifikuoti tris jungties MOSFET elektrodus. Konkretus metodas: nustatykite multimetrą į R × 1k diapazoną, pasirinkite bet kuriuos du elektrodus ir atitinkamai išmatuokite jų priekinės ir atvirkštinės varžos vertes. Kai dviejų elektrodų priekinės ir atvirkštinės varžos vertės yra lygios ir yra keli tūkstančiai omų, tada du elektrodai yra atitinkamai nutekėjimas D ir šaltinis S. Kadangi jungties MOSFET atveju nutekėjimas ir šaltinis yra keičiami, likęs elektrodas turi būti užtvaras G. Taip pat galite liesti juodą multimetro matavimo laidą (taip pat priimtinas ir raudonas) prie bet kurio elektrodo, o kitą bandymo laidą iš eilės palieskite likusius du elektrodus, kad išmatuotų varžos vertę. Kai du kartus išmatuotos varžos vertės yra maždaug vienodos, elektrodas, besiliečiantis su juodu bandymo laidu, yra užtvaras, o kiti du elektrodai yra atitinkamai nutekėjimas ir šaltinis. Jei du kartus išmatuotos varžos vertės yra labai didelės, tai reiškia, kad tai yra atvirkštinė PN sandūros kryptis, tai yra, jos abi yra atvirkštinės varžos. Galima nustatyti, kad tai N kanalo MOSFET, o juodas testavimo laidas prijungtas prie vartų; jei varžos vertės, išmatuotos du kartus, yra Atsparumo reikšmės yra labai mažos, o tai rodo, kad tai yra priekinė PN sandūra, tai yra priekinė varža, ir nustatyta, kad tai yra P kanalo MOSFET. Juodas bandymo laidas taip pat prijungtas prie vartų. Jei pirmiau nurodytos situacijos neįvyksta, galite pakeisti juodą ir raudoną bandymo laidus ir atlikti testą pagal aukščiau pateiktą metodą, kol bus nustatyta tinklelis.

 

2) MOSFET kokybei nustatyti naudokite varžos matavimo metodą

Atsparumo matavimo metodas yra naudoti multimetrą, kad būtų galima išmatuoti varžą tarp MOSFET šaltinio ir kanalizacijos, vartų ir šaltinio, vartų ir nutekėjimo, vartų G1 ir vartų G2, siekiant nustatyti, ar ji atitinka MOSFET vadove nurodytą varžos vertę. Valdymas geras ar blogas. Konkretus metodas: pirmiausia nustatykite multimetrą į R × 10 arba R × 100 diapazoną ir išmatuokite varžą tarp šaltinio S ir kanalizacijos D, paprastai nuo dešimčių omų iki kelių tūkstančių omų (jį galima pamatyti vadovas, kad įvairių modelių vamzdžiai, jų varžos reikšmės skiriasi), jei išmatuota varžos vertė didesnė už normaliąją vertę, tai gali būti dėl prasto vidinio kontakto; jei išmatuota varžos vertė yra begalinė, tai gali būti vidinis nulaužtas polius. Tada nustatykite multimetrą į R × 10k diapazoną, tada išmatuokite varžos reikšmes tarp vartų G1 ir G2, tarp vartų ir šaltinio bei tarp vartų ir kanalizacijos. Kai visos išmatuotos varžos vertės yra begalinės, tai reiškia, kad vamzdis yra normalus; jei aukščiau nurodytos varžos vertės yra per mažos arba yra kelias, tai reiškia, kad vamzdis yra blogas. Reikėtų pažymėti, kad jei du užtvarai vamzdyje yra sulaužyti, aptikimui galima naudoti komponentų pakeitimo metodą.

 

3) Norėdami įvertinti MOSFET stiprinimo galimybes, naudokite indukcinio signalo įvesties metodą

Specifinis metodas: naudokite multimetro varžos lygį R × 100, raudoną bandymo laidą prijunkite prie šaltinio S, o juodą – prie kanalizacijos D. Į MOSFET įjunkite 1,5 V maitinimo įtampą. Šiuo metu skaitiklio adata rodo pasipriešinimo vertę tarp kanalizacijos ir šaltinio. Tada ranka suimkite MOSFET sankryžos vartus G ir pridėkite prie vartų žmogaus kūno indukuotos įtampos signalą. Tokiu būdu dėl vamzdžio stiprinimo efekto pasikeis drenažo šaltinio įtampa VDS ir drenažo srovė Ib, tai yra, pasikeis varža tarp drenos ir šaltinio. Iš to galima pastebėti, kad skaitiklio adata labai svyruoja. Jei rankinio tinklelio adatos adata mažai svyruoja, vadinasi, vamzdelio stiprinimo galimybės yra prastos; jei adata labai svyruoja, tai reiškia, kad vamzdžio stiprinimo galimybė yra didelė; jei adata nejuda, vadinasi vamzdelis blogas.

 

Pagal aukščiau pateiktą metodą, mes naudojame multimetro R × 100 skalę, kad išmatuotų MOSFET 3DJ2F sankryžą. Pirmiausia atidarykite vamzdžio G elektrodą ir išmatuokite išleidimo šaltinio varžą RDS, kad ji būtų 600 Ω. Laikant G elektrodą ranka, matuoklio adata pasislenka į kairę. Nurodyta varža RDS yra 12kΩ. Jei matuoklio adata svyruoja didesnė, vadinasi, vamzdelis geras. , ir turi didesnę stiprinimo galimybę.

 

Taikant šį metodą reikia atkreipti dėmesį į keletą punktų: Pirma, testuojant MOSFET ir laikant ranka už vartelių, multimetro adata gali pakrypti į dešinę (atsparumo vertė mažėja) arba į kairę (atsparumo vertė didėja). . Taip yra dėl to, kad žmogaus kūno sukelta kintamosios srovės įtampa yra santykinai aukšta, o skirtingi MOSFET gali turėti skirtingus darbo taškus, matuojant varžos diapazone (veikiant prisotintoje arba nesočioje zonoje). Bandymai parodė, kad daugumos vamzdžių RDS padidėja. Tai yra, laikrodžio rodyklė pasisuka į kairę; kelių vamzdelių RDS sumažėja, todėl laikrodžio rodyklė pasislenka į dešinę.

Bet nepaisant to, kuria kryptimi svyruoja laikrodžio rodyklė, tol, kol laikrodžio rodyklė svyruoja daugiau, tai reiškia, kad vamzdis turi didesnę stiprinimo galimybę. Antra, šis metodas taip pat tinka MOSFET. Tačiau reikia atkreipti dėmesį, kad MOSFET įėjimo varža yra didelė, o leistina vartų G indukcinė įtampa neturėtų būti per didelė, todėl nespauskite vartų tiesiai rankomis. Norėdami liesti vartus metaliniu strypu, turite naudoti izoliuotą atsuktuvo rankeną. , kad žmogaus kūno sukeltas krūvis nepatektų tiesiai į vartus ir sukeltų vartų gedimą. Trečia, po kiekvieno matavimo GS poliai turi būti trumpai sujungti. Taip yra todėl, kad GS jungties kondensatorius bus šiek tiek įkrautas, o tai padidins VGS įtampą. Dėl to skaitiklio rodyklės vėl matuojant gali nejudėti. Vienintelis būdas iškrauti įkrovą yra trumpasis jungimas tarp GS elektrodų.

4) Naudokite varžos matavimo metodą, kad nustatytumėte nepažymėtus MOSFET

Pirma, naudokite varžos matavimo metodą, kad surastumėte du kaiščius su varžos vertėmis, būtent šaltinį S ir nutekėjimą D. Likę du kaiščiai yra pirmieji vartai G1 ir antrieji vartai G2. Užrašykite varžos vertę tarp šaltinio S ir nutekėjimo D, išmatuotą su dviem bandymo laidais. Perjunkite bandymo laidus ir išmatuokite dar kartą. Užrašykite išmatuotą pasipriešinimo vertę. Tas, kurio pasipriešinimo vertė išmatuota du kartus, yra juodas bandymo laidas. Prijungtas elektrodas yra kanalizacija D; raudonas bandymo laidas yra prijungtas prie šaltinio S. Šiuo metodu identifikuotus S ir D polius taip pat galima patikrinti įvertinus vamzdžio stiprinimo galimybes. Tai yra, juodas bandymo laidas su didele stiprinimo galia yra prijungtas prie D poliaus; raudonas bandymo laidas yra prijungtas prie žemės iki 8 polių. Abiejų metodų bandymo rezultatai turi būti vienodi. Nustatę kanalizacijos D ir šaltinio S padėtis, sumontuokite grandinę pagal atitinkamas D ir S padėtis. Paprastai G1 ir G2 taip pat bus sulygiuoti iš eilės. Tai nustato dviejų vartų G1 ir G2 padėtis. Tai nustato D, S, G1 ir G2 kaiščių tvarką.

5) Norėdami nustatyti translaidumo dydį, naudokite atvirkštinės varžos vertės pokytį

Matuodami VMOSN kanalo patobulinimo MOSFET translaidumą, galite naudoti raudoną bandymo laidą, kad prijungtumėte šaltinį S, o juodą – prie nutekėjimo D. Tai prilygsta atvirkštinės įtampos pridėjimui tarp šaltinio ir nutekėjimo. Šiuo metu vartai yra atvira grandinė, o vamzdžio atvirkštinės varžos vertė yra labai nestabili. Pasirinkite multimetro omų diapazoną iki didelio pasipriešinimo diapazono R × 10 kΩ. Šiuo metu skaitiklio įtampa yra didesnė. Kai ranka paliesite tinklelį G, pamatysite, kad vamzdžio atvirkštinės varžos vertė labai pasikeičia. Kuo didesnis pokytis, tuo didesnė vamzdžio laidumo vertė; jei bandomojo vamzdelio translaidumas yra labai mažas, naudokite šį metodą, norėdami išmatuoti When , atvirkštinė varža kinta mažai.

 

Atsargumo priemonės naudojant MOSFET

1) Siekiant saugiai naudoti MOSFET, grandinės konstrukcijoje negalima viršyti tokių parametrų ribinių verčių kaip vamzdžio išsklaidyta galia, maksimali nutekėjimo šaltinio įtampa, maksimali vartų šaltinio įtampa ir maksimali srovė.

2) Naudojant įvairių tipų MOSFET, jie turi būti prijungti prie grandinės griežtai laikantis reikiamo poslinkio ir turi būti laikomasi MOSFET poslinkio poliškumo. Pavyzdžiui, tarp užtvaro šaltinio ir jungties MOSFET nutekėjimo yra PN jungtis, o N kanalo vamzdžio užtvaras negali būti teigiamai pakreiptas; P kanalo vamzdžio vartai negali būti neigiamai pakreipti ir pan.

3) Kadangi MOSFET įvesties varža yra labai didelė, transportavimo ir sandėliavimo metu kaiščiai turi būti trumpai sujungti ir turi būti supakuoti su metaliniu ekranavimu, kad būtų išvengta išorinio sukelto potencialo nuo vartų gedimo. Visų pirma atkreipkite dėmesį, kad MOSFET negalima dėti į plastikinę dėžutę. Geriausia laikyti metalinėje dėžutėje. Tuo pačiu metu atkreipkite dėmesį į tai, kad vamzdis būtų atsparus drėgmei.

4) Siekiant išvengti MOSFET vartų indukcinio gedimo, visi bandymo instrumentai, darbastaliai, lituokliai ir pačios grandinės turi būti gerai įžeminti; lituodami kaiščius, pirmiausia lituokite šaltinį; prieš prijungiant prie grandinės, vamzdis Visi laidų galai turi būti trumpai sujungti vienas su kitu, o trumpojo jungimo medžiaga turi būti pašalinta baigus suvirinimą; nuimant vamzdelį iš komponentų stovo, reikia naudoti atitinkamus metodus, kad būtų užtikrinta, jog žmogaus kūnas būtų įžemintas, pvz., naudojant įžeminimo žiedą; žinoma, jei pažangus A dujomis šildomas lituoklis yra patogesnis MOSFET suvirinimui ir užtikrina saugumą; vamzdelio negalima įkišti į grandinę arba ištraukti iš jos prieš išjungus maitinimą. Naudojant MOSFET, reikia atkreipti dėmesį į aukščiau nurodytas saugos priemones.

5) Montuodami MOSFET, atkreipkite dėmesį į montavimo padėtį ir stenkitės vengti būti arti kaitinimo elemento; siekiant išvengti vamzdžių jungiamųjų detalių vibracijos, būtina priveržti vamzdžio apvalkalą; kai kaiščių laidai sulenkti, jie turi būti 5 mm didesni už šaknies dydį, kad būtų užtikrinta, jog kaiščiai nesulenkti ir oro nutekėjimo.

Galios MOSFET reikalingos geros šilumos išsklaidymo sąlygos. Kadangi galios MOSFET yra naudojami didelės apkrovos sąlygomis, turi būti suprojektuota pakankamai šilumos šalintuvų, kad korpuso temperatūra neviršytų vardinės vertės, kad įrenginys galėtų veikti stabiliai ir patikimai ilgą laiką.

Trumpai tariant, norint užtikrinti saugų MOSFET naudojimą, reikia atkreipti dėmesį į daugybę dalykų, taip pat reikia imtis įvairių saugos priemonių. Dauguma profesionalaus ir techninio personalo, ypač dauguma elektronikos entuziastų, turi vadovautis savo faktine situacija ir imtis praktinių būdų saugiai ir efektyviai naudoti MOSFET.