Kādas ir MOSFET funkcijas?

Ir divi galvenie MOSFET veidi: dalītā savienojuma veids un izolēto vārtu tips. Savienojums MOSFET (JFET) ir nosaukts, jo tam ir divi PN savienojumi un izolēti vārtiMOSFET(JGFET) ir nosaukts tāpēc, ka vārti ir pilnībā izolēti no citiem elektrodiem. Pašlaik starp izolētajiem vārtu MOSFET visbiežāk izmantotais ir MOSFET, ko dēvē par MOSFET (metāla oksīda pusvadītāju MOSFET); papildus ir pieejami PMOS, NMOS un VMOS jaudas MOSFET, kā arī nesen palaisti πMOS un VMOS barošanas moduļi utt.

 

Atbilstoši dažādiem kanālu pusvadītāju materiāliem savienojuma veids un izolācijas vārtu tips ir sadalīti kanālā un P kanālā. Ja MOSFET sadala atbilstoši vadītspējas režīmam, to var iedalīt izsīkšanas un uzlabošanas veidā. Visi krustojuma MOSFET ir izsmelšanas tipa, un izolēto vārtu MOSFET ir gan izsīkuma, gan uzlabošanas tipa.

Lauka efekta tranzistorus var iedalīt krustojuma lauka efekta tranzistoros un MOSFET. MOSFET ir sadalīti četrās kategorijās: N-kanālu izsīkuma veids un uzlabošanas veids; P-kanāla izsīkuma veids un uzlabošanas veids.

 

MOSFET raksturojums

MOSFET raksturlielums ir dienvidu vārtu spriegums UG; kas kontrolē tā drenāžas strāvas ID. Salīdzinot ar parastajiem bipolārajiem tranzistoriem, MOSFET ir augsta ieejas pretestība, zems trokšņa līmenis, liels dinamiskais diapazons, zems enerģijas patēriņš un vienkārša integrācija.

 

Kad negatīvā nobīdes sprieguma (-UG) absolūtā vērtība palielinās, izsīkuma slānis palielinās, kanāls samazinās un drenāžas strāvas ID samazinās. Kad negatīvā nobīdes sprieguma (-UG) absolūtā vērtība samazinās, izsīkuma slānis samazinās, kanāls palielinās un drenāžas strāvas ID palielinās. Var redzēt, ka drenāžas strāvas ID tiek kontrolēts ar vārtu spriegumu, tāpēc MOSFET ir ar spriegumu kontrolēta ierīce, tas ir, izejas strāvas izmaiņas tiek kontrolētas ar ieejas sprieguma izmaiņām, lai panāktu pastiprinājumu un citiem mērķiem.

 

Tāpat kā bipolāri tranzistori, ja MOSFET tiek izmantots tādās shēmās kā pastiprināšana, tā vārtiem jāpievieno arī nobīdes spriegums.

Savienojuma lauka efekta caurules vārti jāpieliek ar reverso nobīdes spriegumu, tas ir, N-kanāla caurulei jāpieliek negatīvs aizslēga spriegums un P-kanāla caurulei jāpieliek pozitīvs aizbīdņa spriegums. Pastiprinātiem izolētiem vārtiem MOSFET ir jāpiemēro tiešās vārtu spriegums. Iztukšošanās režīma izolācijas MOSFET aizbīdņu spriegums var būt pozitīvs, negatīvs vai "0". Novirzes pievienošanas metodes ietver fiksētās novirzes metodi, pašpiegādes nobīdes metodi, tiešās savienošanas metodi utt.

MOSFETir daudz parametru, tostarp līdzstrāvas parametri, maiņstrāvas parametri un limita parametri, taču parastajā lietošanā jums ir jāpievērš uzmanība tikai šādiem galvenajiem parametriem: piesātinātā drenāžas avota strāva IDSS nospiešanas spriegums Up, (savienojuma caurule un izsīkuma režīms ir izolēti vārtu caurule vai ieslēgšanas spriegums UT (pastiprināta izolēta vārtu caurule), transvadītspēja gm, drenāžas avota pārrāvuma spriegums BUDS, maksimālā jauda izkliedes PDSM un maksimālā drenāžas avota strāva IDSM.

(1) Piesātināta drenāžas avota strāva

Piesātinātā drenāžas avota strāva IDSS attiecas uz drenāžas avota strāvu, kad aizslēga spriegums UGS = 0 krustojumā vai izsīkumā izolētā MOSFET.

(2) Izspiešanas spriegums

Izspiešanas spriegums UP attiecas uz aizslēga spriegumu, kad kanalizācijas avota savienojums ir tikko nogriezts krustojumā vai izsīkuma tipa izolētā MOSFET. Kā parādīts 4-25 N-kanāla caurules UGS-ID līknei, IDSS un UP nozīmi var skaidri redzēt.

(3) Ieslēgšanas spriegums

Ieslēgšanas spriegums UT attiecas uz aizslēga spriegumu, kad drenāžas avota savienojums ir tikko izveidots pastiprinātajā izolētajā MOSFET aizvarā. Attēlā 4-27 ir parādīta N-kanāla caurules UGS-ID līkne, un var skaidri redzēt UT nozīmi.

(4) Transvadītspēja

Transvadītspēja gm atspoguļo aizslēga avota sprieguma UGS spēju kontrolēt drenāžas strāvas ID, tas ir, noteces strāvas ID izmaiņu attiecību pret aizslēga avota sprieguma UGS izmaiņām. 9 m ir svarīgs parametrs, lai izmērītu pastiprināšanas spējuMOSFET.

(5) Drenāžas avota pārrāvuma spriegums

Drenāžas avota pārrāvuma spriegums BUDS attiecas uz maksimālo drenāžas avota spriegumu, ko MOSFET var pieņemt, ja aizbīdņa avota spriegums UGS ir nemainīgs. Šis ir ierobežojošs parametrs, un MOSFET pievadītajam darba spriegumam jābūt mazākam par BUDS.

(6) Maksimālā jaudas izkliede

Maksimālā jaudas izkliede PDSM ir arī ierobežojošais parametrs, kas attiecas uz maksimālo drenāžas avota jaudas izkliedi, kas pieļaujama, nepasliktinot MOSFET veiktspēju. Lietojot, MOSFET faktiskajam enerģijas patēriņam jābūt mazākam par PDSM un jāatstāj noteikta rezerve.

(7) Maksimālā drenāžas avota strāva

Maksimālā drenāžas avota strāva IDSM ir vēl viens ierobežojošais parametrs, kas attiecas uz maksimālo strāvu, kas ir atļauta starp noteci un avotu, kad MOSFET darbojas normāli. MOSFET darba strāva nedrīkst pārsniegt IDSM.

1. MOSFET var izmantot pastiprināšanai. Tā kā MOSFET pastiprinātāja ieejas pretestība ir ļoti augsta, savienojuma kondensators var būt mazs un elektrolītiskie kondensatori nav jāizmanto.

2. MOSFET augstā ieejas pretestība ir ļoti piemērota pretestības transformācijai. To bieži izmanto pretestības pārveidošanai daudzpakāpju pastiprinātāju ievades stadijā.

3. MOSFET var izmantot kā mainīgo rezistoru.

4. MOSFET var ērti izmantot kā pastāvīgu strāvas avotu.

5. MOSFET var izmantot kā elektronisku slēdzi.

 

MOSFET ir zemas iekšējās pretestības, augsta izturības sprieguma, ātras pārslēgšanas un lielas lavīnas enerģijas īpašības. Projektētais strāvas diapazons ir 1A-200A un sprieguma diapazons ir 30V-1200V. Mēs varam pielāgot elektriskos parametrus atbilstoši klienta pielietojuma laukiem un pielietojuma plāniem, lai uzlabotu klienta produktu uzticamību, kopējo konversijas efektivitāti un produktu cenu konkurētspēju.

 

MOSFET vs tranzistoru salīdzinājums

(1) MOSFET ir sprieguma vadības elements, bet tranzistors ir strāvas vadības elements. Ja no signāla avota ir atļauts ņemt tikai nelielu strāvas daudzumu, jāizmanto MOSFET; ja signāla spriegums ir zems un no signāla avota ir atļauts ņemt lielu strāvas daudzumu, jāizmanto tranzistors.

(2) MOSFET elektrības vadīšanai izmanto vairākuma nesējus, tāpēc to sauc par vienpolāru ierīci, savukārt tranzistoriem ir gan vairākuma nesēji, gan mazākuma nesēji, lai vadītu elektrību. To sauc par bipolāru ierīci.

(3) Dažu MOSFET avotu un aizplūšanu var izmantot savstarpēji aizstājami, un vārtu spriegums var būt pozitīvs vai negatīvs, kas ir elastīgāks nekā tranzistoriem.

(4) MOSFET var darboties ļoti mazas strāvas un ļoti zema sprieguma apstākļos, un tā ražošanas procesā var viegli integrēt daudzus MOSFET uz silīcija plāksnītes. Tāpēc MOSFET ir plaši izmantoti liela mēroga integrālajās shēmās.

 

Kā spriest par MOSFET kvalitāti un polaritāti

Izvēlieties multimetra diapazonu līdz RX1K, pievienojiet melno testa vadu pie D pola un sarkano testa vadu ar S polu. Vienlaikus pieskarieties G un D stabiem ar roku. MOSFET jābūt momentānās vadīšanas stāvoklī, tas ir, skaitītāja adata pagriežas pozīcijā ar mazāku pretestību. , un pēc tam ar rokām pieskarieties G un S stabiem, MOSFET nevajadzētu reaģēt, tas ir, skaitītāja adata nepārvietosies atpakaļ nulles pozīcijā. Šobrīd ir jāvērtē, ka MOSFET ir laba caurule.

Izvēlieties multimetra diapazonu līdz RX1K un izmēriet pretestību starp trim MOSFET tapām. Ja pretestība starp vienu tapu un pārējām divām tapām ir bezgalīga un tā joprojām ir bezgalīga pēc testa vadu apmaiņas, tad šī tapa ir G pols, bet pārējās divas tapas ir S pols un D pols. Pēc tam izmantojiet multimetru, lai vienu reizi izmērītu pretestības vērtību starp S polu un D polu, nomainiet testa vadus un veiciet mērījumus vēlreiz. Tā, kurai ir mazāka pretestības vērtība, ir melna. Testa vads ir savienots ar S polu, un sarkanais testa vads ir savienots ar D polu.

 

MOSFET noteikšanas un lietošanas piesardzības pasākumi

1. Izmantojiet rādītāja multimetru, lai identificētu MOSFET

1) Izmantojiet pretestības mērīšanas metodi, lai identificētu savienojuma MOSFET elektrodus

Atbilstoši parādībai, ka MOSFET PN savienojuma tiešās un apgrieztās pretestības vērtības atšķiras, var identificēt trīs savienojuma MOSFET elektrodus. Īpaša metode: iestatiet multimetru uz R × 1k diapazonu, atlasiet jebkurus divus elektrodus un attiecīgi izmēriet to priekšējās un pretējās pretestības vērtības. Ja divu elektrodu tiešās un apgrieztās pretestības vērtības ir vienādas un ir vairāki tūkstoši omu, tad abi elektrodi ir attiecīgi drenāža D un avots S. Tā kā savienojuma MOSFET kanalizācija un avots ir savstarpēji aizvietojami, atlikušajam elektrodam ir jābūt aizbīdnim G. Varat arī pieskarties multimetra melnajam testa vadam (pieņemams arī sarkanais testa vads) jebkuram elektrodam, bet otrs testa vads pēc kārtas pieskarieties atlikušajiem diviem elektrodiem, lai izmērītu pretestības vērtību. Ja divreiz izmērītās pretestības vērtības ir aptuveni vienādas, elektrods, kas saskaras ar melno testa vadu, ir aizbīdnis, un pārējie divi elektrodi ir attiecīgi izvads un avots. Ja divas reizes izmērītās pretestības vērtības ir ļoti lielas, tas nozīmē, ka tas ir PN krustojuma apgrieztais virziens, tas ir, tās abas ir pretestības. Var noteikt, ka tas ir N-kanālu MOSFET, un melnais testa vads ir pievienots vārtiem; ja divas reizes izmērītās pretestības vērtības ir Pretestības vērtības ir ļoti mazas, kas norāda, ka tas ir priekšējais PN krustojums, tas ir, tiešā pretestība, un tas ir noteikts kā P-kanāla MOSFET. Melnais testa vads ir pievienots arī vārtiem. Ja iepriekš minētā situācija nenotiek, varat nomainīt melno un sarkano testa vadu un veikt pārbaudi saskaņā ar iepriekš minēto metodi, līdz tiek identificēts režģis.

 

2) MOSFET kvalitātes noteikšanai izmantojiet pretestības mērīšanas metodi

Pretestības mērīšanas metode ir izmantot multimetru, lai izmērītu pretestību starp MOSFET avotu un noteci, aizvaru un avotu, aizvaru un noteci, aizvaru G1 un aizvaru G2, lai noteiktu, vai tā atbilst MOSFET rokasgrāmatā norādītajai pretestības vērtībai. Pārvaldība ir laba vai slikta. Konkrēta metode: vispirms iestatiet multimetru uz R × 10 vai R × 100 diapazonu un izmēriet pretestību starp avotu S un kanalizāciju D, parasti diapazonā no desmitiem omu līdz vairākiem tūkstošiem omu (to var redzēt rokasgrāmata, ka dažādu modeļu caurules, to pretestības vērtības ir atšķirīgas), ja izmērītā pretestības vērtība ir lielāka par normālo vērtību, tas var būt saistīts ar sliktu iekšējo kontaktu; ja izmērītā pretestības vērtība ir bezgalīga, tas var būt iekšējs salauzts pols. Pēc tam iestatiet multimetru uz R × 10k diapazonu un pēc tam izmēriet pretestības vērtības starp vārtiem G1 un G2, starp vārtiem un avotu un starp vārtiem un kanalizāciju. Ja visas izmērītās pretestības vērtības ir bezgalīgas, tas nozīmē, ka caurule ir normāla; ja iepriekš minētās pretestības vērtības ir pārāk mazas vai ir ceļš, tas nozīmē, ka caurule ir slikta. Jāņem vērā, ka, ja mēģenē ir salauzti divi vārti, noteikšanai var izmantot komponentu aizstāšanas metodi.

 

3) Izmantojiet indukcijas signāla ievades metodi, lai novērtētu MOSFET pastiprināšanas spēju

Īpaša metode: izmantojiet multimetra pretestības līmeni R × 100, pievienojiet sarkano testa vadu pie avota S un melno testa vadu ar kanalizāciju D. Pievienojiet MOSFET 1,5 V barošanas spriegumu. Šajā laikā pretestības vērtību starp noteci un avotu norāda skaitītāja adata. Pēc tam ar roku saspiediet MOSFET savienojuma vārtus G un pievienojiet vārtiem cilvēka ķermeņa inducētā sprieguma signālu. Tādā veidā caurules pastiprināšanas efekta dēļ mainīsies drenāžas avota spriegums VDS un drenāžas strāva Ib, tas ir, mainīsies pretestība starp drenu un avotu. No tā var novērot, ka skaitītāja adata lielā mērā šūpojas. Ja rokas režģa adata nedaudz šūpojas, tas nozīmē, ka caurules pastiprināšanas spēja ir slikta; ja adata ļoti šūpojas, tas nozīmē, ka caurules pastiprināšanas spēja ir liela; ja adata nekustas, tas nozīmē, ka caurule ir slikta.

 

Saskaņā ar iepriekš minēto metodi mēs izmantojam multimetra skalu R × 100, lai izmērītu savienojuma MOSFET 3DJ2F. Vispirms atveriet caurules G elektrodu un izmēra drenāžas avota pretestību RDS, lai tā būtu 600 Ω. Pēc G elektroda turēšanas ar roku skaitītāja adata pagriežas pa kreisi. Norādītā pretestība RDS ir 12kΩ. Ja skaitītāja adata ir lielāka, tas nozīmē, ka caurule ir laba. , un tam ir lielāka pastiprināšanas spēja.

 

Lietojot šo metodi, ir jāņem vērā daži punkti: Pirmkārt, pārbaudot MOSFET un turot aiz vārtiem ar roku, multimetra adata var pagriezties pa labi (pretestības vērtība samazinās) vai pa kreisi (pretestības vērtība palielinās). . Tas ir saistīts ar faktu, ka cilvēka ķermeņa inducētais maiņstrāvas spriegums ir salīdzinoši augsts, un dažādiem MOSFET var būt atšķirīgi darba punkti, mērot ar pretestības diapazonu (darbojoties piesātinātajā zonā vai nepiesātinātajā zonā). Testi ir parādījuši, ka lielākajai daļai cauruļu RDS palielinās. Tas ir, pulksteņa rādītājs pagriežas pa kreisi; dažu stobriņu RDS samazinās, izraisot pulksteņa rādītāja pagriezienu pa labi.

Bet neatkarīgi no virziena, kurā pulksteņa rādītājs šūpojas, ja vien pulksteņa rādītājs šūpojas lielākas, tas nozīmē, ka caurulei ir lielāka pastiprināšanas spēja. Otrkārt, šī metode darbojas arī MOSFET. Bet jāņem vērā, ka MOSFET ieejas pretestība ir augsta, un pieļaujamais vārtu G inducētais spriegums nedrīkst būt pārāk augsts, tāpēc nespiediet vārtus tieši ar rokām. Lai pieskartos vārtiem ar metāla stieni, jāizmanto skrūvgrieža izolētais rokturis. , lai novērstu to, ka cilvēka ķermeņa izraisītais lādiņš tiek tieši pievienots vārtiem, izraisot vārtu bojājumus. Treškārt, pēc katra mērījuma GS stabiem jābūt īssavienojumiem. Tas ir tāpēc, ka GS savienojuma kondensatorā būs neliels lādiņš, kas uzkrāj VGS spriegumu. Tā rezultātā, veicot atkārtotu mērījumu, skaitītāja rādītāji var nekustēties. Vienīgais veids, kā izlādēt lādiņu, ir īssavienojums starp GS elektrodiem.

4) Izmantojiet pretestības mērīšanas metodi, lai identificētu nemarķētus MOSFET

Pirmkārt, izmantojiet pretestības mērīšanas metodi, lai atrastu divas tapas ar pretestības vērtībām, proti, avotu S un noteci D. Atlikušās divas tapas ir pirmie vārti G1 un otrie vārti G2. Pierakstiet pretestības vērtību starp avotu S un noteci D, kas mērīta ar diviem testa vadiem. Pārslēdziet testa vadus un veiciet mērījumus vēlreiz. Pierakstiet izmērīto pretestības vērtību. Melnais testa vads ir tas, kuram divreiz izmērīta lielāka pretestības vērtība. Pievienotais elektrods ir kanalizācija D; sarkanais testa vads ir savienots ar avotu S. S un D polus, kas identificēti ar šo metodi, var arī pārbaudīt, novērtējot caurules pastiprināšanas spēju. Tas ir, melnais testa vads ar lielu pastiprināšanas spēju ir savienots ar D polu; sarkanais testa vads ir savienots ar zemi ar 8 polu. Abu metožu testa rezultātiem jābūt vienādiem. Pēc noteces D un avota S pozīciju noteikšanas uzstādiet ķēdi atbilstoši atbilstošajām D un S pozīcijām. Parasti G1 un G2 arī tiks saskaņoti secīgi. Tas nosaka divu vārtu G1 un G2 pozīcijas. Tas nosaka D, S, G1 un G2 tapu secību.

5) Izmantojiet apgrieztās pretestības vērtības izmaiņas, lai noteiktu transvadītspējas lielumu

Mērot VMOSN kanāla uzlabošanas MOSFET transvadītspējas veiktspēju, varat izmantot sarkano testa vadu, lai savienotu avotu S un melno testa vadu ar kanalizāciju D. Tas ir līdzvērtīgs apgrieztā sprieguma pievienošanai starp avotu un noteci. Šobrīd vārtiem ir atvērta ķēde, un caurules reversās pretestības vērtība ir ļoti nestabila. Izvēlieties multimetra omu diapazonu līdz augstas pretestības diapazonam R × 10kΩ. Šajā laikā skaitītājā ir augstāks spriegums. Pieskaroties režģim G ar roku, jūs redzēsit, ka caurules apgrieztās pretestības vērtība ievērojami mainās. Jo lielākas izmaiņas, jo lielāka ir caurules transvadītspējas vērtība; ja pārbaudāmās caurules transvadītspēja ir ļoti maza, izmantojiet šo metodi, lai izmērītu When , apgrieztā pretestība mainās maz.

 

Piesardzības pasākumi MOSFET lietošanai

1) Lai MOSFET izmantotu droši, ķēdes konstrukcijā nedrīkst pārsniegt tādu parametru robežvērtības kā caurules izkliedētā jauda, ​​maksimālais aizplūdes avota spriegums, maksimālais aizbīdņa avota spriegums un maksimālā strāva.

2) Izmantojot dažāda veida MOSFET, tie ir jāpievieno ķēdei, stingri ievērojot nepieciešamo nobīdi, un jāievēro MOSFET nobīdes polaritāte. Piemēram, starp aizslēga avotu un savienojuma MOSFET noteci ir PN savienojums, un N-kanāla caurules aizbīdni nevar pozitīvi nobīdīt; P-kanāla caurules vārti nevar būt negatīvi novirzīti utt.

3) Tā kā MOSFET ieejas pretestība ir ārkārtīgi augsta, transportēšanas un uzglabāšanas laikā tapām jābūt īssavienojumam, un tām jābūt iesaiņotām ar metāla ekranējumu, lai novērstu ārēju inducētu potenciālu no vārtu pārrāvuma. Jo īpaši, lūdzu, ņemiet vērā, ka MOSFET nevar ievietot plastmasas kastē. Vislabāk to uzglabāt metāla kastē. Tajā pašā laikā pievērsiet uzmanību tam, lai caurule būtu mitrumizturīga.

4) Lai novērstu MOSFET vārtu induktīvās darbības traucējumus, visiem pārbaudes instrumentiem, darbagaldiem, lodāmuriem un pašām ķēdēm jābūt labi iezemētiem; lodējot tapas, vispirms pielodējiet avotu; pirms pievienošanas ķēdei, caurule Visiem vadu galiem jābūt īssavienojumiem vienam ar otru, un pēc metināšanas pabeigšanas jānoņem īssavienojuma materiāls; noņemot cauruli no komponentu plaukta, jāizmanto atbilstošas ​​metodes, lai nodrošinātu cilvēka ķermeņa iezemējumu, piemēram, izmantojot zemējuma gredzenu; protams, ja uzlabots A ar gāzi apsildāms lodāmurs ir ērtāks MOSFET metināšanai un nodrošina drošību; cauruli nedrīkst ievietot ķēdē vai izvilkt no tās pirms strāvas padeves izslēgšanas. Lietojot MOSFET, ir jāpievērš uzmanība iepriekš minētajiem drošības pasākumiem.

5) Uzstādot MOSFET, pievērsiet uzmanību uzstādīšanas pozīcijai un mēģiniet izvairīties no atrašanās sildelementa tuvumā; lai novērstu cauruļu veidgabalu vibrāciju, ir nepieciešams pievilkt caurules apvalku; kad tapas vadi ir saliekti, tiem jābūt par 5 mm lielākiem par saknes izmēru, lai nodrošinātu, ka tapas netiek saliektas un neizraisīt gaisa noplūdi.

Jaudas MOSFET ir nepieciešami labi siltuma izkliedes apstākļi. Tā kā jaudas MOSFET tiek izmantoti lielas slodzes apstākļos, ir jāprojektē pietiekami daudz siltuma izlietņu, lai nodrošinātu, ka korpusa temperatūra nepārsniedz nominālo vērtību, lai ierīce varētu darboties stabili un uzticami ilgu laiku.

Īsāk sakot, lai nodrošinātu drošu MOSFET lietošanu, ir jāpievērš uzmanība daudzām lietām, kā arī jāveic dažādi drošības pasākumi. Lielākajai daļai profesionālā un tehniskā personāla, īpaši lielākajai daļai elektronikas entuziastu, ir jārīkojas, pamatojoties uz savu faktisko situāciju, un jāizmanto praktiski veidi, kā droši un efektīvi izmantot MOSFET.