MOS管,即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管,是一種電壓驅(qū)動大電流型器件,在電路中尤其是動力系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。以下是MOS管的使用方法及相關(guān)注意事項:
一、MOS管的極性判定與連接
三個極的判定:
柵極(G):中間抽頭。
源極(S):兩條線相交。對于N溝道MOS管,箭頭指向G極,使用時D極接輸入,S極接輸出;對于P溝道MOS管,箭頭背向G極,使用時S極接輸入,D極接輸出。
寄生二極管判定:
N溝道:由S極指向D極。
P溝道:由D極指向S極。
不論N溝道還是P溝道,中間襯底的箭頭方向和寄生二極管的箭頭方向總是一致的。不正確的連接方法會導(dǎo)致寄生二極管導(dǎo)通,此時MOS管將失去開關(guān)作用。
二、MOS管的導(dǎo)通條件
NMOS:
電流回路是從D流向S。
導(dǎo)通條件為VGS(柵極與源極之間的電壓)有導(dǎo)通電壓,即G電位高于S電位。適合源極接地的情況(低端驅(qū)動),柵極高電平即可導(dǎo)通,低電平關(guān)閉。
PMOS:
電流回路是從S流向D。
導(dǎo)通條件也為VGS有導(dǎo)通電壓,但此時S電位高于G電位。適合源極接VCC的情況(高端驅(qū)動),VGS小于一定值時導(dǎo)通。若S極接電源,柵極低電平導(dǎo)通,高電平關(guān)閉。
三、MOS管的主要參數(shù)
VDS:表示漏極與源極之間所能施加的最大電壓值。
VGS:表示柵極與源極之間所能施加的最大電壓值。
ID:表示漏極可承受的持續(xù)電流值,如果流過的電流超過該值,會引起擊穿的風(fēng)險。
IDM:表示漏源之間可承受的單次脈沖電流強(qiáng)度,如果超過該值,也會引起擊穿的風(fēng)險。
RDS(ON):表示MOS的導(dǎo)通電阻,一般來說導(dǎo)通電阻越小越好,其決定MOS的導(dǎo)通損耗,導(dǎo)通電阻越大損耗越大,MOS溫升也越高。
gfs:表示正向跨導(dǎo),反映的是柵極電壓對漏源電流控制的能力。gfs過小會導(dǎo)致MOSFET關(guān)斷速度降低,關(guān)斷能力減弱;過大會導(dǎo)致關(guān)斷過快,EMI特性差,同時伴隨關(guān)斷時漏源會產(chǎn)生更大的關(guān)斷電壓尖峰。
IGSS:表示柵極驅(qū)動漏電流,越小越好,對系統(tǒng)效率有較小程度的影響。
VGS(th):表示MOS的開啟電壓(閥值電壓)。對于NMOS,當(dāng)Vg>Vs>VGS(th)時,管子導(dǎo)通;對于PMOS,當(dāng)Vg
四、MOS管的使用注意事項
為了安全使用MOS管,在線路的設(shè)計中不能超過管的耗散功率、最大漏源電壓、最大柵源電壓和最大電流等參數(shù)的極限值。
各類型MOS管在使用時,都要嚴(yán)格按要求的偏置接入電路中,并遵守MOS管偏置的極性。如結(jié)型MOS管柵源漏之間是PN結(jié),N溝道管柵極不能加正偏壓,P溝道管柵極不能加負(fù)偏壓。
由于MOS管輸入阻抗極高,在運輸、貯藏中必須將引出腳短路,并用金屬屏蔽包裝,以防止外來感應(yīng)電勢將柵極擊穿。保存時最好放在金屬盒內(nèi),同時也要注意防潮。
為了防止MOS管柵極感應(yīng)擊穿,要求一切測試儀器、工作臺、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地。在焊接時,先焊源極;在連入電路之前,管的全部引線端保持互相短接狀態(tài),焊接完后才把短接材料去掉。
在安裝MOS管時,注意安裝的位置要盡量避免靠近發(fā)熱元件;為了防管件振動,有必要將管殼體緊固起來;管腳引線在彎曲時,應(yīng)當(dāng)大于根部尺寸5毫米處進(jìn)行,以防止彎斷管腳和引起漏氣等。
對于功率型MOS管,在高負(fù)荷條件下運用時,必須設(shè)計足夠的散熱器,確保殼體溫度不超過額定值,使器件長期穩(wěn)定可靠地工作。
綜上所述,MOS管的使用方法涉及極性判定、導(dǎo)通條件、主要參數(shù)理解以及使用注意事項等多個方面。在使用MOS管時,應(yīng)嚴(yán)格按照其特性和要求進(jìn)行操作,以確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。
審核編輯 黃宇
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