眾所周知,傳統(tǒng)的MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、源極和漏極較大程度上致處于同一水平面的芯片上,其工作電流基本上是沿水平方向流動(dòng)。VMOS管則不同,其兩大結(jié)構(gòu)特點(diǎn):頭一,金屬柵極采用V型槽結(jié)構(gòu);第二,具有垂直導(dǎo)電性。由于漏極是從芯片的背面引出,所以ID不是沿芯片水平流動(dòng),而是自重?fù)诫sN+區(qū)(源極S)出發(fā),經(jīng)過(guò)P溝道流入輕摻雜N-漂移區(qū),然后垂直向下到達(dá)漏極D。因?yàn)榱魍ń孛娣e增大,所以能通過(guò)大電流。由于在柵極與芯片之間有二氧化硅絕緣層,因此它仍屬于絕緣柵型MOS場(chǎng)效應(yīng)管。使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)需要注意靜電放電問(wèn)題,避免對(duì)器件造成損壞?;葜莨牡蛨?chǎng)效應(yīng)管
判斷源極S、漏極D,將萬(wàn)用表?yè)苤罵×1k檔分別丈量三個(gè)管腳之間的電阻。用交換表筆法測(cè)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(shí)黑表筆的是S極,紅表筆接D極。因?yàn)闇y(cè)試前提不同,測(cè)出的RDS(on)值比手冊(cè)中給出的典型值要高一些。丈量漏-源通態(tài)電阻RDS(on),在源-漏之間有一個(gè)PN結(jié),因此根據(jù)PN結(jié)正、反向電阻存在差異,可識(shí)別S極與D極。例如用500型萬(wàn)用表R×1檔實(shí)測(cè)一只IRFPC50型VMOS管,RDS(on)=3.2W,大于0.58W(典型值)。惠州功耗低場(chǎng)效應(yīng)管JFET具有電路簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定的特點(diǎn),適合于低頻放大器設(shè)計(jì)。
LED 燈具的驅(qū)動(dòng)。設(shè)計(jì)LED燈具的時(shí)候經(jīng)常要使用MOS管,對(duì)LED恒流驅(qū)動(dòng)而言,一般使用NMOS。功率MOSFET和雙極型晶體管不同,它的柵極電容比較大,在導(dǎo)通之前要先對(duì)該電容充電,當(dāng)電容電壓超過(guò)閾值電壓(VGS-TH)時(shí)MOSFET才開(kāi)始導(dǎo)通。因此,設(shè)計(jì)時(shí)必須注意柵極驅(qū)動(dòng)器負(fù)載能力必須足夠大,以保證在系統(tǒng)要求的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)等效柵極電容(CEI)的充電。而MOSFET的開(kāi)關(guān)速度和其輸入電容的充放電有很大關(guān)系。使用者雖然無(wú)法降低Cin的值,但可以降低柵極驅(qū)動(dòng)回路信號(hào)源內(nèi)阻Rs的值,從而減小柵極回路 的充放電時(shí)間常數(shù),加快開(kāi)關(guān)速度一般IC驅(qū)動(dòng)能力主要體現(xiàn)在這里,我們談選擇MOSFET是指外置MOSFET驅(qū)動(dòng)恒流IC。
場(chǎng)效應(yīng)管工作原理用一句話說(shuō),就是“漏極-源極間流經(jīng)溝道的ID, 用柵極與溝道間的pn結(jié)形成的反偏的柵極電壓進(jìn)行控制”。更正確地說(shuō),ID流經(jīng)通路的寬度,即溝道截面積,它是由pn結(jié)反偏的變化,產(chǎn)生耗盡層擴(kuò)展變化控制的緣故。在VGS=0的非飽和區(qū)域,表示的過(guò)渡層的擴(kuò)展因?yàn)椴缓艽螅鶕?jù)漏極-源極間所加VDS的電場(chǎng),源極區(qū)域的某些電子被漏極拉去,即從漏極向源極有電流ID流動(dòng)。從門(mén)極向漏極擴(kuò)展的過(guò)度層將溝道的一部分構(gòu)成堵塞型,ID飽和。將這種狀態(tài)稱(chēng)為夾斷。這意味著過(guò)渡層將溝道的一部分阻擋,并不是電流被切斷。在開(kāi)關(guān)電路中,場(chǎng)效應(yīng)管可以實(shí)現(xiàn)快速的開(kāi)關(guān)操作,普遍應(yīng)用于數(shù)字電路和電源控制中。
與雙極型晶體管相比,場(chǎng)效應(yīng)管具有如下特點(diǎn)。(1)場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件,它通過(guò)VGS(柵源電壓)來(lái)控制ID(漏極電流);(2)場(chǎng)效應(yīng)管的控制輸入端電流極小,因此它的輸入電阻(107~1012Ω)很大。(3)它是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,因此它的溫度穩(wěn)定性較好;(4)它組成的放大電路的電壓放大系數(shù)要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數(shù);(5)場(chǎng)效應(yīng)管的抗輻射能力強(qiáng);(6)由于它不存在雜亂運(yùn)動(dòng)的電子擴(kuò)散引起的散粒噪聲,所以噪聲低。JFET是一種可用作功率放大器或開(kāi)關(guān)的場(chǎng)效應(yīng)管?;葜莨牡蛨?chǎng)效應(yīng)管
場(chǎng)效應(yīng)管的價(jià)格相對(duì)較低,適合大規(guī)模生產(chǎn)?;葜莨牡蛨?chǎng)效應(yīng)管
導(dǎo)電溝道的形成:當(dāng)vGS數(shù)值較小,吸引電子的能力不強(qiáng)時(shí),漏——源極之間仍無(wú)導(dǎo)電溝道出現(xiàn),如圖1(b)所示。vGS增加時(shí),吸引到P襯底表面層的電子就增多,當(dāng)vGS達(dá)到某一數(shù)值時(shí),這些電子在柵極附近的P襯底表面便形成一個(gè)N型薄層,且與兩個(gè)N+區(qū)相連通,在漏——源極間形成N型導(dǎo)電溝道,其導(dǎo)電類(lèi)型與P襯底相反,故又稱(chēng)為反型層,如圖1(c)所示。vGS越大,作用于半導(dǎo)體表面的電場(chǎng)就越強(qiáng),吸引到P襯底表面的電子就越多,導(dǎo)電溝道越厚,溝道電阻越小?;葜莨牡蛨?chǎng)效應(yīng)管