漏極電流iD沿溝道產(chǎn)生的電壓降使溝道內(nèi)各點(diǎn)與柵極間的電壓不再相等,靠近源極一端的電壓較大,這里溝道較厚,而漏極一端電壓較小,其值為VGD=vGS-vDS,因而這里溝道較薄。但當(dāng)vDS較小(vDS 隨著vDS的增大,靠近漏極的溝道越來(lái)越薄,當(dāng)vDS增加到使VGD=vGS-vDS=VT(或vDS=vGS-VT)時(shí),溝道在漏極一端出現(xiàn)預(yù)夾斷,如圖2(b)所示。再繼續(xù)增大vDS,夾斷點(diǎn)將向源極方向移動(dòng),如圖2(c)所示。由于vDS的增加部分幾乎全部降落在夾斷區(qū),故iD幾乎不隨vDS增大而增加,管子進(jìn)入飽和區(qū),iD幾乎只由vGS決定。場(chǎng)效應(yīng)管可通過(guò)控制柵極電壓來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流,具有較好的線(xiàn)性特性。江門(mén)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管廠(chǎng)家精選
電壓和電流的選擇。額定電壓越大,器件的成本就越高。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),額定電壓應(yīng)當(dāng)大于干線(xiàn)電壓或總線(xiàn)電壓。這樣才能提供足夠的保護(hù),使MOSFET不 會(huì)失效。就選擇MOSFET而言,必須確定漏極至源極間可能承受的較大電壓,即較大VDS。設(shè)計(jì)工程師需要考慮的其他安全因素包括由開(kāi)關(guān)電子設(shè)備(如電機(jī) 或變壓器)誘發(fā)的電壓瞬變。不同應(yīng)用的額定電壓也有所不同;通常,便攜式設(shè)備為20V、FPGA電源為20~30V、85~220VAC應(yīng)用為450~600V。在連續(xù)導(dǎo)通模式下,MOSFET處于穩(wěn)態(tài),此時(shí)電流連續(xù)通過(guò)器件。脈沖尖峰是指有大量電涌(或尖峰電流)流過(guò)器件。一旦確定了這些條件下的較大電流,只需直接選擇能承受這個(gè)較大電流的器件便可。江門(mén)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管廠(chǎng)家精選場(chǎng)效應(yīng)管的靈敏度較高,可以實(shí)現(xiàn)精確的電流控制。
場(chǎng)效應(yīng)管的分類(lèi):場(chǎng)效應(yīng)管分結(jié)型、絕緣柵型兩大類(lèi)。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整絕緣而得名。它們由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,也稱(chēng)為單極型晶體管,屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。我們常說(shuō)的MOS管就是絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管中的一種,它也是應(yīng)用較普遍的一種,所以這一節(jié)接下的內(nèi)容我們主要通過(guò)介紹MOS管來(lái)了解場(chǎng)效應(yīng)晶體管。MOSFET有分為增強(qiáng)型和耗盡型兩大類(lèi),增強(qiáng)型和耗盡型每一類(lèi)又有NMOS和PMOS,和三極管中的PNP和NPN類(lèi)似。
對(duì)于開(kāi)關(guān)頻率小于100kHz的信號(hào)一般?。?00~500)kHz載波頻率較好,變壓器選用較高磁導(dǎo)如5K、7K等高頻環(huán)形磁芯,其原邊磁化電感小于約1毫亨左右為好。這種驅(qū)動(dòng)電路只適合于信號(hào)頻率小于100kHz的場(chǎng)合,因信號(hào)頻率相對(duì)載波頻率太高的話(huà),相對(duì)延時(shí)太多,且所需驅(qū)動(dòng)功率增大,UC3724和UC3725芯片發(fā)熱溫升較高,故100kHz以上開(kāi)關(guān)頻率只對(duì)較小極電容的MOSFET才可以。對(duì)于1kVA左右開(kāi)關(guān)頻率小于100kHz的場(chǎng)合,它是一種良好的驅(qū)動(dòng)電路。該電路具有以下特點(diǎn):?jiǎn)坞娫垂ぷ?,控制信?hào)與驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)隔離,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單尺寸較小,尤其適用于占空比變化不確定或信號(hào)頻率也變化的場(chǎng)合。來(lái)看這個(gè)電路,控制信號(hào)PGC控制V4.2是否給P_GPRS供電。此電路中,源漏兩端沒(méi)有接反,R110與R113存在的意義在于R110控制柵極電流不至于過(guò)大,R113控制柵極的常態(tài),將R113上拉為高,截至PMOS,同時(shí)也可以看作是對(duì)控制信號(hào)的上拉,當(dāng)MCU內(nèi)部管腳并沒(méi)有上拉時(shí),即輸出為開(kāi)漏時(shí),并不能驅(qū)動(dòng)PMOS關(guān)閉,此時(shí),就需要外部電壓給予的上拉,所以電阻R113起到了兩個(gè)作用。R110可以更小,到100歐姆也可。場(chǎng)效應(yīng)管具有較長(zhǎng)的使用壽命,可靠性高,降低了設(shè)備的維護(hù)成本。
MOS管參數(shù):功率MOSFET的一定較大額定值:注①:漏源較大電壓VDSS,可視為反向施加在體二極管兩端的電壓值,故只有一個(gè)方向。注②:柵源較大電壓VGSS,即施加在柵極電極與源極電極之間的電壓,由于柵極與P型半導(dǎo)體襯底中加了SiO2絕緣層,只要電壓一定值超過(guò)絕緣層耐壓均會(huì)擊穿,故有兩個(gè)方向“±”。注③:漏級(jí)較大電流ID與體二極管流過(guò)的反向漏級(jí)較大電流IDR(或稱(chēng)為IS)一般規(guī)格書(shū)中數(shù)值一致,均為流過(guò)N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體襯底形成的PN結(jié)的較大電流。注④:ID(pulse)需要看施加電流的脈沖寬度,脈寬不一致的不能沿用規(guī)格書(shū)數(shù)據(jù)。注⑤:雪崩電流IAP同樣需要關(guān)注脈沖寬度。在使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí),應(yīng)避免過(guò)流和過(guò)壓情況,以免損壞器件或影響電路性能。中山金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管廠(chǎng)家精選
JFET在低頻放大和高阻抗放大中比較常用,其工作原理比較簡(jiǎn)單。江門(mén)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管廠(chǎng)家精選
測(cè)試步驟:MOS管的檢測(cè)主要是判斷MOS管漏電、短路、斷路、放大。其步驟如下:假如有阻值沒(méi)被測(cè)MOS管有漏電現(xiàn)象。1、把連接?xùn)艠O和源極的電阻移開(kāi),萬(wàn)用表紅黑筆不變,假如移開(kāi)電阻后表針慢慢逐步退回到高阻或無(wú)限大,則MOS管漏電,不變則完好。2、然后一根導(dǎo)線(xiàn)把MOS管的柵極和源極連接起來(lái),假如指針立刻返回?zé)o限大,則MOS完好。3、把紅筆接到MOS的源極S上,黑筆接到MOS管的漏極上,好的表針指示應(yīng)該是無(wú)限大。4、用一只100KΩ-200KΩ的電阻連在柵極和漏極上,然后把紅筆接到MOS的源極S上,黑筆接到MOS管的漏極上,這時(shí)表針指示的值一般是0,這時(shí)是下電荷通過(guò)這個(gè)電阻對(duì)MOS管的柵極充電,產(chǎn)生柵極電場(chǎng),因?yàn)殡妶?chǎng)產(chǎn)生導(dǎo)致導(dǎo)電溝道致使漏極和源極導(dǎo)通,故萬(wàn)用表指針偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)的角度大,放電性越好。江門(mén)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管廠(chǎng)家精選