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二極管、三極管、MOS管、橋堆

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mos管-mos管工作特點(diǎn)原理
  • 發(fā)布時(shí)間:2020-01-10 11:36:30
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mos管-mos管工作特點(diǎn)原理
mos簡(jiǎn)稱
MOS場(chǎng)效應(yīng)管也被稱為MOSFET,即Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管)的縮寫(xiě)。它一般有耗盡型和增強(qiáng)型兩種我們知道一般三極管是由輸入的電流控制輸出的電流。但對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管,其輸出電流是由輸入的電壓(或稱場(chǎng)電壓)控制,可以認(rèn)為輸入電流極小或沒(méi)有輸入電流,這使得該器件有很高的輸入阻抗,同時(shí)這也是我們稱之為場(chǎng)效應(yīng)管的原因。
mos管工作原理
(以N溝道增強(qiáng)型mos場(chǎng)效應(yīng)管)它是利用VGS來(lái)控制“感應(yīng)電荷”的多少,以改變由這些“感應(yīng)電荷”形成的導(dǎo)電溝道的狀況,然后達(dá)到控制漏極電流的目的。在制造管子時(shí),通過(guò)工藝使絕緣層中出現(xiàn)大量正離子,故在交界面的另一側(cè)能感應(yīng)出較多的負(fù)電荷,這些負(fù)電荷把高滲雜質(zhì)的N區(qū)接通,形成了導(dǎo)電溝道,即使在VGS=0時(shí)也有較大的漏極電流ID。當(dāng)柵極電壓改變時(shí),溝道內(nèi)被感應(yīng)的電荷量也改變,導(dǎo)電溝道的寬窄也隨之而變,因而漏極電流ID隨著柵極電壓的變化而變化。
mos管開(kāi)關(guān)性能
影響開(kāi)關(guān)性能的參數(shù)有很多,但最重要的是柵極/漏極、柵極/ 源極及漏極/源極電容。這些電容會(huì)在器件中產(chǎn)生開(kāi)關(guān)損耗,因?yàn)樵诿看伍_(kāi)關(guān)時(shí)都要對(duì)它們充電。MOS管的開(kāi)關(guān)速度因此被降低,器件效率也下降。為計(jì)算開(kāi)關(guān)過(guò) 程中器件的總損耗,要計(jì)算開(kāi)通過(guò)程中的損耗(Eon)和關(guān)閉過(guò)程中的損耗(Eoff)。MOSFET開(kāi)關(guān)的總功率可用如下方程表達(dá):Psw= (Eon+Eoff)×開(kāi)關(guān)頻率。
而柵極電荷(Qgd)對(duì)開(kāi)關(guān)性能的影響最大。場(chǎng)效應(yīng)管的名字也來(lái)源于它的輸入端(稱為gate)通過(guò)投影一個(gè)電場(chǎng)在一個(gè)絕緣層上來(lái)影響流過(guò)晶體管的電流。事實(shí)上沒(méi)有電流流過(guò)這個(gè)絕緣體,所以FET管的GATE電流非常小。最普通的FET用一薄層二氧化硅來(lái)作為GATE極下的絕緣體。這種晶體管稱為金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管,或,金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)。因?yàn)镸OS管更小更省電,所以他們已經(jīng)在很多應(yīng)用場(chǎng)合取代了雙極型晶體管。
mos管導(dǎo)通
MOS管具有很低的導(dǎo)通電阻,消耗能量較低,在目前流行的高效DC-DC芯片中多采用MOS管作為功率開(kāi)關(guān)。但是由于MOS管的寄生電容大,一般情況下NMOS開(kāi)關(guān)管的柵極電容高達(dá)幾十皮法。這對(duì)于設(shè)計(jì)高工作頻率DC-DC轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。在低電壓ULSI設(shè)計(jì)中有多種CMOS、BiCMOS采用自舉升壓結(jié)構(gòu)的邏輯電路和作為大容性負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電路。這些電路能夠在低于1V電壓供電條件下正常工作,并且能夠在負(fù)載電容1~2pF的條件下工作頻率能夠達(dá)到幾十兆甚至上百兆赫茲。本文正是采用了自舉升壓電路,設(shè)計(jì)了一種具有大負(fù)載電容驅(qū)動(dòng)能力的,適合于低電壓、高開(kāi)關(guān)頻率升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)電路。電路基于Samsung AHP615 BiCMOS工藝設(shè)計(jì)并經(jīng)過(guò)Hspice仿真驗(yàn)證,在供電電壓1.5V ,負(fù)載電容為60pF時(shí),工作頻率能夠達(dá)到5MHz以上。
mos失效原因
1)雪崩失效(電壓失效),也就是我們常說(shuō)的漏源間的BVdss電壓超過(guò)MOSFET的額定電壓,并且超過(guò)達(dá)到了一定的能力從而導(dǎo)致MOSFET失效。
2)SOA失效(電流失效),既超出MOSFET安全工作區(qū)引起失效,分為Id超出器件規(guī)格失效以及Id過(guò)大,損耗過(guò)高器件長(zhǎng)時(shí)間熱積累而導(dǎo)致的失效。
3)體二極管失效:在橋式、LLC等有用到體二極管進(jìn)行續(xù)流的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,由于體二極管遭受破壞而導(dǎo)致的失效。
4)諧振失效:在并聯(lián)使用的過(guò)程中,柵極及電路寄生參數(shù)導(dǎo)致震蕩引起的失效。
5)靜電失效:在秋冬季節(jié),由于人體及設(shè)備靜電而導(dǎo)致的器件失效。
6)柵極電壓失效:由于柵極遭受異常電壓尖峰,而導(dǎo)致柵極柵氧層失效。
mos管注意事項(xiàng)
1、MOS部件出廠時(shí)一般裝在黑色的導(dǎo)電多氣孔材料袋中,切勿自行輕易拿個(gè)分子化合物塑料袋裝。
2、抽取MOS管部件不可以在分子化合物塑料板上滑動(dòng),應(yīng)用金屬盤(pán)來(lái)盛放待用部件。
3、燒焊用的電烙鐵務(wù)必令人滿意接地。
4、在燒焊前應(yīng)把電路板的電源線與地線短接,待MOS部件燒焊完后再分開(kāi)。
5、MOS部件各管腳的燒焊順著次序是漏極、源極、柵極。拆機(jī)時(shí)順著次序相反。
6、在準(zhǔn)許的條件下,MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極最好接入盡力照顧二極管。在檢查修理電路時(shí)應(yīng)注意調(diào)查證明原有的盡力照顧二極管是否毀壞。
7、最好是帶防靜電手套兒或穿上防靜電的衣裳再去接觸場(chǎng)效應(yīng)管。
8、選管時(shí),要注意實(shí)際電路中各極電流電壓的數(shù)字都不可以超過(guò)規(guī)格書(shū)中的定額值。
mos管
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