溝道增強(qiáng)型MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理:vGS對(duì)iD及溝道的控制作用① vGS=0 的情況,增強(qiáng)型MOS管的漏極d和源極s之間有兩個(gè)背靠背的PN結(jié)。當(dāng)柵——源電壓vGS=0時(shí),即使加上漏——源電壓vDS,而且不論vDS的極性如何,總有一個(gè)PN結(jié)處于反偏狀態(tài),漏——源極間沒有導(dǎo)電溝道,所以這時(shí)漏極電流iD≈0。② vGS>0 的情況,若vGS>0,則柵極和襯底之間的SiO2絕緣層中便產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)。電場(chǎng)方向垂直于半導(dǎo)體表面的由柵極指向襯底的電場(chǎng)。這個(gè)電場(chǎng)能排斥空穴而吸引電子。排斥空穴:使柵極附近的P型襯底中的空穴被排斥,剩下不能移動(dòng)的受主離子(負(fù)離子),形成耗盡層。吸引電子:將 P型襯底中的電子(少子)被吸引到襯底表面。場(chǎng)效應(yīng)管在電子設(shè)備中扮演著關(guān)鍵角色。柵極場(chǎng)效應(yīng)管加工
SOA失效(電流失效)再簡(jiǎn)單說下第二點(diǎn),SOA失效,SOA失效是指電源在運(yùn)行時(shí)異常的大電流和電壓同時(shí)疊加在MOSFET上面,造成瞬時(shí)局部發(fā)熱而導(dǎo)致的破壞模式。或者是芯片與散熱器及封裝不能及時(shí)達(dá)到熱平衡導(dǎo)致熱積累,持續(xù)的發(fā)熱使溫度超過氧化層限制而導(dǎo)致的熱擊穿模式。關(guān)于SOA各個(gè)線的參數(shù)限定值可以參考下面圖片。1:受限于較大額定電流及脈沖電流2:受限于較大節(jié)溫下的RDSON。3:受限于器件較大的耗散功率。4:受限于較大單個(gè)脈沖電流。5:擊穿電壓BVDSS限制區(qū)。我們電源上的MOSFET,只要保證能器件處于上面限制區(qū)的范圍內(nèi),就能有效的規(guī)避由于MOSFET而導(dǎo)致的電源失效問題的產(chǎn)生。這個(gè)是一個(gè)非典型的SOA導(dǎo)致失效的一個(gè)解刨圖,由于去過鋁,可能看起來不那么直接,參考下。深圳VMOS場(chǎng)效應(yīng)管制造場(chǎng)效應(yīng)管可用于開關(guān)電路,實(shí)現(xiàn)電路的通斷控制,如電子開關(guān)、繼電器驅(qū)動(dòng)等。
在近期的工作中,小編接觸到了之前不太熟悉的一種電子元器件——場(chǎng)效應(yīng)管,在查找相關(guān)資料時(shí),經(jīng)常會(huì)看到另幾個(gè)元器件,比如mos管、二極管、三極管,網(wǎng)上甚至有種說法:場(chǎng)效應(yīng)管和mos管就是一種東西。這種說法當(dāng)然是不夠準(zhǔn)確的,為了能夠更好地認(rèn)識(shí)這幾種元器件,本文就給大家詳細(xì)科普一下!場(chǎng)效應(yīng)管,場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Field Effect Transistor縮寫(FET))簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管,主要有兩種類型(junction FET-JFET)和金屬 - 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(metal-oxide semiconductor FET,簡(jiǎn)稱MOS-FET)。由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件,具有輸入電阻高(10^8~10^9Ω)、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(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。
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)大于干線電壓或總線電壓。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)通過器件。脈沖尖峰是指有大量電涌(或尖峰電流)流過器件。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。在設(shè)計(jì)電路時(shí),合理選擇場(chǎng)效應(yīng)管的型號(hào)和工作參數(shù),以滿足電路要求。
MOS管發(fā)熱情況有:1.電路設(shè)計(jì)的問題,就是讓MOS管工作在線性的工作狀態(tài),而不是在開關(guān)狀態(tài)。這也是導(dǎo)致MOS管發(fā)熱的一個(gè)原因。如果N-MOS做開關(guān),G級(jí)電壓要比電源高幾V,才能完全導(dǎo)通,P-MOS則相反。沒有完全打開而壓降過大造成功率消耗,等效直流阻抗比較大,壓降增大,所以U*I也增大,損耗就意味著發(fā)熱。這是設(shè)計(jì)電路的較忌諱的錯(cuò)誤。2.頻率太高,主要是有時(shí)過分追求體積,導(dǎo)致頻率提高,MOS管上的損耗增大了,所以發(fā)熱也加大了。3.沒有做好足夠的散熱設(shè)計(jì),電流太高,MOS管標(biāo)稱的電流值,一般需要良好的散熱才能達(dá)到。所以ID小于較大電流,也可能發(fā)熱嚴(yán)重,需要足夠的輔助散熱片。4.MOS管的選型有誤,對(duì)功率判斷有誤,MOS管內(nèi)阻沒有充分考慮,導(dǎo)致開關(guān)阻抗增大。場(chǎng)效應(yīng)管需遵循正確的電路連接方式,通常包括源極、柵極和漏極三個(gè)引腳,根據(jù)不同類型選擇合適的偏置電壓?;葜莺谋M型場(chǎng)效應(yīng)管制造商
場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于集成,有助于電子設(shè)備的小型化、輕量化。柵極場(chǎng)效應(yīng)管加工
開關(guān)時(shí)間:場(chǎng)效應(yīng)管從完全關(guān)閉到完全導(dǎo)通(或相反)所需的時(shí)間。柵極驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)對(duì)開關(guān)時(shí)間有明顯影響,同時(shí)寄生電容的大小也會(huì)影響開關(guān)時(shí)間,此外,器件的物理結(jié)構(gòu),也會(huì)影響開關(guān)速度。典型應(yīng)用電路:開關(guān)電路:開關(guān)電路是指用于控制場(chǎng)效應(yīng)管開通和關(guān)斷的電路。放大電路:場(chǎng)效應(yīng)管因其高輸入阻抗和低噪聲特性,常用于音頻放大器、射頻放大器等模擬電路中。電源管理:在開關(guān)電源中,場(chǎng)效應(yīng)管用于控制能量的存儲(chǔ)和釋放,實(shí)現(xiàn)高效的電壓轉(zhuǎn)換。柵極場(chǎng)效應(yīng)管加工