Hver eru hlutverk MOSFET?

Það eru tvær helstu gerðir af MOSFET: gerð klofna móta og gerð einangraðs hliðs. Junction MOSFET (JFET) er nefnt vegna þess að það hefur tvö PN mótum og einangrað hliðMOSFET(JGFET) er nefnt vegna þess að hliðið er algjörlega einangrað frá öðrum rafskautum. Sem stendur, meðal einangraðra hliða MOSFETs, er sá sem oftast er notaður MOSFET, vísað til sem MOSFET (málm-oxíð-hálfleiðara MOSFET); auk þess eru PMOS, NMOS og VMOS afl MOSFETs, sem og nýlega hleypt af stokkunum πMOS og VMOS afleiningar o.s.frv.

 

Samkvæmt mismunandi rás hálfleiðara efnum er tengigerð og gerð einangrunarhliðs skipt í rás og P rás. Ef skipt er í samræmi við leiðniham er hægt að skipta MOSFET í eyðingargerð og aukagerð. Junction MOSFETs eru allir eyðingargerð og einangruð hlið MOSFET eru bæði eyðingargerð og aukagerð.

Hægt er að skipta sviðsáhrifa smára í samskiptasviðsáhrif smára og MOSFET. MOSFET er skipt í fjóra flokka: N-rás eyðingargerð og aukahlutur; P-rás eyðingartegund og aukategund.

 

Einkenni MOSFET

Einkenni MOSFET er suðurhliðarspennan UG; sem stjórnar frárennslis núverandi auðkenni sínu. Í samanburði við venjulega tvískauta smára, hafa MOSFET eiginleikar mikla inntaksviðnám, lágan hávaða, stórt kraftsvið, lága orkunotkun og auðveld samþættingu.

 

Þegar algildi neikvæðu forspennunnar (-UG) eykst, eykst tæmingarlagið, rásin minnkar og auðkenni frárennslisstraums minnkar. Þegar algildi neikvæðu hlutspennunnar (-UG) lækkar, minnkar eyðslulagið, rásin eykst og auðkenni frárennslisstraums eykst. Það má sjá að auðkenni frárennslisstraumsins er stjórnað af hliðarspennunni, þannig að MOSFET er spennustýrt tæki, það er að breytingar á útgangsstraumi eru stjórnað af breytingum á innspennu til að ná fram mögnun og öðrum tilgangi.

 

Eins og tvískauta smári, þegar MOSFET er notað í hringrásum eins og mögnun, ætti einnig að bæta hlutspennu við hlið þess.

Hliðið á tengisviðsáhrifsrörinu ætti að beita með öfugri hlutspennu, það er að beita ætti neikvæðri hliðarspennu á N-rásarrörið og jákvæðu hliðskló á P-rásarrörið. Styrkt einangrað hlið MOSFET ætti að beita framhliðarspennu. Hliðspenna einangrunar MOSFET með eyðingarham getur verið jákvæð, neikvæð eða "0". Aðferðirnar til að bæta við hlutdrægni fela í sér fasta hlutdrægni aðferð, sjálfsafgreidd hlutdrægni, beina tengingaraðferð osfrv.

MOSFEThefur margar breytur, þar á meðal DC breytur, AC breytur og takmörk færibreytur, en við venjulega notkun þarftu aðeins að borga eftirtekt til eftirfarandi helstu breytur: mettaður frárennslisstraumur IDSS klípa spenna Upp, (tengingarrör og tæmingarstilling einangruð hliðarrör, eða kveikjuspenna UT (styrkt einangruð hliðarrör), transleiðni gm, sundurliðunarspenna frárennslisgjafa BUDS, hámarksafl dreifingu PDSM og hámarks afrennslisuppspretta núverandi IDSM.

(1) Mettaður frárennslisstraumur

Mettaður frárennslisstraumurinn IDSS vísar til afrennslisgjafastraumsins þegar hliðarspennan UGS=0 í mótum eða eyðslueinangruðu hlið MOSFET.

(2) Klípaspenna

Klípspennan UP vísar til hliðarspennunnar þegar frárennslis-uppspretta tengingin er rétt slökkt í mótum eða einangruðu hliði MOSFET af eyðslugerð. Eins og sýnt er í 4-25 fyrir UGS-ID feril N-rásarrörsins, má greinilega sjá merkingu IDSS og UP.

(3) Kveikjuspenna

Kveikjuspennan UT vísar til hliðarspennunnar þegar frárennslis-uppspretta tengingin er bara gerð í styrktu einangruðu hliðinu MOSFET. Mynd 4-27 sýnir UGS-ID feril N-rásarrörsins og merking UT má greinilega sjá.

(4) Umleiðni

Transconductance gm táknar getu hlið-uppsprettu spennu UGS til að stjórna afrennslisstraumskenni, það er hlutfall breytinga á afrennslisstraumskenni og breytingu á hliðaruppsprettu UGS. 9m er mikilvæg breytu til að mæla mögnunargetuMOSFET.

(5) Niðurbrotsspenna frárennslisgjafa

Brotspenna frárennslisgjafa BUDS vísar til hámarks afrennslisgjafaspennu sem MOSFET getur samþykkt þegar hliðaruppspretta spenna UGS er stöðug. Þetta er takmarkandi færibreyta og rekstrarspennan sem notuð er á MOSFET verður að vera minni en BUDS.

(6) Hámarksaflsútbreiðsla

Hámarksaflsútbreiðsla PDSM er einnig takmörkunarfæribreyta, sem vísar til hámarksaflsútbreiðslu frárennslisgjafa sem leyfilegt er án þess að afköst MOSFET versni. Þegar það er notað ætti raunveruleg orkunotkun MOSFET að vera minni en PDSM og skilja eftir ákveðna framlegð.

(7) Hámarks afrennslisstraumur

Hámarks afrennslisstraumur IDSM er önnur takmörkunarfæribreyta, sem vísar til hámarksstraums sem leyfilegt er að fara á milli frárennslis og uppsprettu þegar MOSFET virkar eðlilega. Rekstrarstraumur MOSFET ætti ekki að fara yfir IDSM.

1. Hægt er að nota MOSFET til mögnunar. Þar sem inntaksviðnám MOSFET magnarans er mjög hátt getur tengiþéttinn verið lítill og ekki þarf að nota rafgreiningarþétta.

2. Hátt inntaksviðnám MOSFET er mjög hentugur fyrir umbreytingu viðnáms. Það er oft notað til viðnámsbreytingar í inntaksstigi fjölþrepa magnara.

3. MOSFET er hægt að nota sem breytilegt viðnám.

4. MOSFET er þægilega hægt að nota sem stöðugan straumgjafa.

5. MOSFET er hægt að nota sem rafeindarofa.

 

MOSFET hefur eiginleika lágt innra viðnám, hár þolspennu, hröð skipti og mikil snjóflóðaorka. Hannað straumsvið er 1A-200A og spennusvið er 30V-1200V. Við getum stillt rafmagnsbreyturnar í samræmi við notkunarsvið viðskiptavinarins og umsóknaráætlanir til að bæta vöruáreiðanleika viðskiptavina, heildarskilvirkni umbreytinga og samkeppnishæfni vöruverðs.

 

MOSFET vs Transistor samanburður

(1) MOSFET er spennustýringarþáttur, en smári er straumstýribúnaður. Þegar aðeins er leyft að taka lítinn straum frá merkjagjafanum ætti að nota MOSFET; þegar merkjaspennan er lág og leyfilegt er að taka mikinn straum frá merkjagjafanum, ætti að nota smára.

(2) MOSFET notar meirihlutabera til að leiða rafmagn, svo það er kallað einpóla tæki, á meðan smári hafa bæði meirihlutabera og minnihlutabera til að leiða rafmagn. Það er kallað geðhvarfatæki.

(3) Hægt er að nota uppsprettu og fráfall sumra MOSFETs til skiptis og hliðarspennan getur verið jákvæð eða neikvæð, sem er sveigjanlegri en smári.

(4) MOSFET getur unnið við mjög lítinn straum og mjög lágspennuskilyrði og framleiðsluferli þess getur auðveldlega samþætt marga MOSFET á sílikonskífu. Þess vegna hafa MOSFETs verið mikið notaðar í stórum samþættum hringrásum.

 

Hvernig á að dæma gæði og pólun MOSFET

Veldu svið margmælisins til RX1K, tengdu svörtu prófunarsnúruna við D stöngina og rauðu prófunarsnúruna við S stöngina. Snertu G og D stöngina á sama tíma með hendinni. MOSFET ætti að vera í tafarlausu leiðniástandi, það er að mælanálin sveiflast í stöðu með minni viðnám. , og snertið síðan G og S stöngina með höndunum, MOSFET ætti ekki að svara, það er að mælanálin færist ekki aftur í núllstöðu. Á þessum tíma ætti að meta að MOSFET sé gott rör.

Veldu svið fjölmælisins til RX1K og mældu viðnámið á milli þriggja pinna MOSFET. Ef viðnám milli eins pinna og hinna tveggja pinna er óendanlegt, og það er enn óendanlegt eftir að hafa skipt um prófunarsnúrur, þá er þessi pinna G-póllinn og hinir tveir pinnar eru S-póllinn og D-póllinn. Notaðu síðan margmæli til að mæla viðnámsgildið á milli S skauts og D skauts einu sinni, skiptu um prófunarsnúrur og mæliðu aftur. Sá sem er með minna viðnámsgildið er svartur. Prófunarsnúran er tengd við S stöngina og rauða prófunarsnúran er tengd við D stöngina.

 

MOSFET uppgötvun og varúðarráðstafanir við notkun

1. Notaðu bendimargmæli til að bera kennsl á MOSFET

1) Notaðu viðnámsmælingaraðferð til að bera kennsl á rafskaut MOSFET mótsins

Samkvæmt því fyrirbæri að fram- og bakviðnámsgildi PN-móts MOSFET eru mismunandi, er hægt að bera kennsl á þrjár rafskaut MOSFET-mótsins. Sérstök aðferð: Stilltu margmælirinn á R×1k svið, veldu hvaða tvær rafskaut sem er og mældu viðnámsgildi þeirra áfram og afturábak í sömu röð. Þegar fram- og afturviðnámsgildi tveggja rafskauta eru jöfn og eru nokkur þúsund ohm, þá eru rafskautin tvö frárennsli D og uppspretta S í sömu röð. Vegna þess að fyrir mótum MOSFET er hægt að skipta um frárennsli og uppsprettu, þá verður rafskautið sem eftir er að vera hliðið G. Einnig er hægt að snerta svarta prófunarsnúruna (rauð prófunarleiðsla er einnig ásættanleg) margmælisins við hvaða rafskaut sem er, og hina prófunarsnúruna til að snertu tvær rafskautin sem eftir eru í röð til að mæla viðnámsgildið. Þegar viðnámsgildin sem mæld eru tvisvar eru um það bil jöfn, er rafskautið í snertingu við svörtu prófunarsnúruna hliðið og hinar tvær rafskautin eru frárennsli og uppspretta í sömu röð. Ef viðnámsgildin sem mæld eru tvisvar eru bæði mjög stór þýðir það að það er öfug stefna PN-mótsins, það er að segja að þau eru bæði öfug viðnám. Það er hægt að ákvarða að það sé N-rás MOSFET og svarta prófunarleiðslan er tengd við hliðið; ef viðnámsgildin sem mæld eru tvisvar eru Viðnámsgildin eru mjög lítil, sem gefur til kynna að það sé áfram PN mót, það er að segja framviðnám, og það er ákveðið að vera P-rás MOSFET. Svarta prófunarsnúran er einnig tengd við hliðið. Ef ofangreindar aðstæður koma ekki upp geturðu skipt út svörtu og rauðu prófunarsnúrunum og framkvæmt prófið samkvæmt ofangreindri aðferð þar til ristið er auðkennt.

 

2) Notaðu viðnámsmælingaraðferð til að ákvarða gæði MOSFET

Viðnámsmælingaraðferðin er að nota margmæli til að mæla viðnámið milli upptöku MOSFET og frárennslis, hliðs og uppsprettu, hliðs og frárennslis, hliðs G1 og hliðs G2 til að ákvarða hvort það passi við viðnámsgildið sem gefið er upp í MOSFET handbókinni. Stjórnin er góð eða slæm. Sérstök aðferð: Í fyrsta lagi skaltu stilla margmælirinn á R×10 eða R×100 svið og mæla viðnám milli uppsprettu S og fráfalls D, venjulega á bilinu tugir ohm til nokkur þúsund ohm (það má sjá í handbókin um að ýmsar gerðir rör, viðnámsgildi þeirra eru mismunandi), ef mælt viðnámsgildi er hærra en venjulegt gildi getur það verið vegna lélegrar innri snertingar; ef mælt viðnámsgildi er óendanlegt getur það verið innri brotinn stöng. Stilltu síðan margmælirinn á R×10k sviðið og mældu síðan viðnámsgildin á milli hliða G1 og G2, milli hliðs og uppsprettu og milli hliðs og frárennslis. Þegar mældu viðnámsgildin eru öll óendanleg, þá þýðir það að rörið sé eðlilegt; ef ofangreind viðnámsgildi eru of lítil eða það er slóð þýðir það að rörið sé slæmt. Það skal tekið fram að ef hliðin tvö eru brotin í rörinu er hægt að nota íhlutaskiptiaðferðina til að greina.

 

3) Notaðu innsláttaraðferðina fyrir innleiðslumerki til að áætla mögnunargetu MOSFET

Sérstök aðferð: Notaðu R×100 stig margmælisviðnámsins, tengdu rauðu prófunarsnúruna við uppsprettu S og svörtu prófunarsnúruna við niðurfall D. Bættu 1,5V aflgjafaspennu við MOSFET. Á þessum tíma er viðnámsgildið milli frárennslis og uppsprettu gefið til kynna með mælinálinni. Klíptu síðan hliðið G á mótum MOSFET með hendinni og bættu framkallaða spennumerki mannslíkamans við hliðið. Á þennan hátt, vegna mögnunaráhrifa rörsins, breytist frárennslisspennan VDS og frárennslisstraumurinn Ib, það er viðnám milli holræsisins og uppsprettunnar. Af þessu má sjá að mælinálin sveiflast að miklu leyti. Ef nál handnálarinnar sveiflast lítið þýðir það að mögnunargeta túpunnar er léleg; ef nálin sveiflast mikið þýðir það að mögnunargeta rörsins er mikil; ef nálin hreyfist ekki þýðir það að rörið sé slæmt.

 

Samkvæmt ofangreindri aðferð notum við R×100 mælikvarða margmælisins til að mæla mót MOSFET 3DJ2F. Opnaðu fyrst G rafskaut rörsins og mældu frárennslisviðnám RDS til að vera 600Ω. Eftir að hafa haldið á G rafskautinu með hendinni sveiflast mælinálin til vinstri. Tilgreind viðnám RDS er 12kΩ. Ef mælinálin sveiflast stærri þýðir það að rörið sé gott. , og hefur meiri mögnunargetu.

 

Það eru nokkur atriði sem þarf að hafa í huga þegar þú notar þessa aðferð: Í fyrsta lagi, þegar þú prófar MOSFET og heldur hliðinu með hendinni, getur margmælisnálin sveiflast til hægri (viðnámsgildið minnkar) eða til vinstri (viðnámsgildið eykst) . Þetta er vegna þess að straumspennan sem mannslíkaminn framkallar er tiltölulega há og mismunandi MOSFET-tæki geta haft mismunandi vinnupunkta þegar þeir eru mældir með viðnámssviði (annaðhvort starfar á mettuðu svæði eða ómettuðu svæði). Prófanir hafa sýnt að RDS í flestum slöngum eykst. Það er að segja að úrhendingin sveiflast til vinstri; RDS á nokkrum slöngum lækkar, sem veldur því að úrhendirinn sveiflast til hægri.

En burtséð frá því í hvaða átt úrhendirinn sveiflast, svo lengi sem úrhendirinn sveiflast stærri, þýðir það að rörið hefur meiri mögnunargetu. Í öðru lagi virkar þessi aðferð einnig fyrir MOSFET. En það skal tekið fram að inntaksviðnám MOSFET er hátt og leyfileg framkölluð spenna hliðsins G ætti ekki að vera of há, svo ekki klípa hliðið beint með höndum þínum. Þú verður að nota einangraða handfangið á skrúfjárn til að snerta hliðið með málmstöng. , til að koma í veg fyrir að hleðslan sem mannslíkaminn framkallar sé bætt beint við hliðið, sem veldur sundrun hliðsins. Í þriðja lagi, eftir hverja mælingu, ætti að skammhlaupa GS skautana. Þetta er vegna þess að það verður lítil hleðsla á GS tengiþéttinum, sem byggir upp VGS spennuna. Þar af leiðandi getur verið að hendur mælisins hreyfist ekki við mælingu aftur. Eina leiðin til að losa hleðsluna er að skammhlaupa hleðsluna á milli GS rafskautanna.

4) Notaðu viðnámsmælingaraðferð til að bera kennsl á ómerkta MOSFET

Notaðu fyrst aðferðina við að mæla viðnám til að finna tvo pinna með viðnámsgildum, nefnilega uppsprettu S og holræsi D. Hinir tveir pinnar sem eftir eru eru fyrsta hliðið G1 og annað hliðið G2. Skrifaðu niður viðnámsgildið milli uppsprettu S og fráfalls D mælt með tveimur prófunarleiðum fyrst. Skiptu um prófunarsnúrur og mæliðu aftur. Skrifaðu niður mælda viðnámsgildið. Sá sem hefur hærra viðnámsgildið mæld tvisvar er svarta prófunarleiðarinn. Tengda rafskautið er holræsi D; rauða prófunarsnúran er tengd við uppsprettu S. S og D skauta sem auðkennd eru með þessari aðferð er einnig hægt að sannreyna með því að áætla mögnunargetu rörsins. Það er, svarta prófunarsnúran með stóra mögnunargetu er tengd við D stöngina; rauða prófunarsnúran er tengd við jörðu við 8-póla. Prófunarniðurstöður beggja aðferða ættu að vera þær sömu. Eftir að hafa ákvarðað stöðu frárennslis D og uppsprettu S, settu hringrásina upp í samræmi við samsvarandi stöðu D og S. Almennt munu G1 og G2 einnig vera í röð. Þetta ákvarðar stöðu hliðanna tveggja G1 og G2. Þetta ákvarðar röð D, S, G1 og G2 pinna.

5) Notaðu breytinguna á andstæða viðnámsgildi til að ákvarða stærð transleiðni

Þegar þú mælir umleiðniframmistöðu VMOSN rásaraukningarinnar MOSFET geturðu notað rauðu prófunarsnúruna til að tengja uppsprettu S og svarta prófunarleiðara við holræsi D. Þetta jafngildir því að bæta við öfugspennu á milli uppsprettu og niðurfalls. Á þessum tíma er hliðið opið hringrás og andstæða viðnámsgildi rörsins er mjög óstöðugt. Veldu ohm svið margmælisins í háviðnámssviðið R×10kΩ. Á þessum tíma er spennan í mælinum hærri. Þegar þú snertir ristina G með hendinni muntu komast að því að andstæða viðnámsgildi rörsins breytist verulega. Því meiri sem breytingin er, því hærra er umleiðnigildi rörsins; ef umleiðni túpunnar sem verið er að prófa er mjög lítil, notaðu þessa aðferð til að mæla When , andstæða viðnám breytist lítið.

 

Varúðarráðstafanir við notkun MOSFET

1) Til að nota MOSFET á öruggan hátt er ekki hægt að fara yfir viðmiðunarmörk breytu eins og dreifð afl rörsins, hámarks frárennslisspennu, hámarks hliðarspennu og hámarksstraum í hringrásarhönnuninni.

2) Þegar notaðar eru ýmsar gerðir af MOSFET verða þeir að vera tengdir við hringrásina í ströngu samræmi við tilskilið hlutdrægni og fylgjast þarf með skautun MOSFET hlutdrægninnar. Til dæmis er PN-mót milli hliðsuppsprettu og holræsi MOSFET-móts og hlið N-rásarrörs getur ekki verið jákvæð hlutdræg; hliðið á P-rásarrörinu getur ekki verið neikvætt hlutdrægt o.s.frv.

3) Vegna þess að inntaksviðnám MOSFET er mjög hátt, verður að skammhlaupa pinnana meðan á flutningi og geymslu stendur, og þeim verður að pakka með málmhlíf til að koma í veg fyrir að ytri framkallaður möguleiki geti brotnað niður í hliðinu. Vinsamlegast athugið sérstaklega að MOSFET má ekki setja í plastkassa. Best er að geyma það í málmkassa. Á sama tíma skaltu gæta þess að halda rörinu rakaþéttu.

4) Til þess að koma í veg fyrir að MOSFET hliðið bilun, verða öll prófunartæki, vinnubekkir, lóðajárn og rafrásir sjálfar að vera vel jarðtengdar; þegar þú lóðar pinnana skaltu lóða upprunann fyrst; áður en það er tengt við hringrásina, ætti rörið að skammhlaupa alla leiðsenda og skammhlaupsefnið ætti að fjarlægja eftir að suðu er lokið; þegar slönguna er fjarlægður úr íhlutagrindinni skal nota viðeigandi aðferðir til að tryggja að mannslíkaminn sé jarðtengdur, svo sem að nota jarðtengingarhring; auðvitað, ef háþróaður A gashitað lóðajárn er þægilegra fyrir suðu MOSFETs og tryggir öryggi; ekki má stinga rörinu inn í eða draga það úr rafrásinni áður en slökkt er á rafmagninu. Gæta verður að ofangreindum öryggisráðstöfunum þegar MOSFET er notað.

5) Þegar MOSFET er sett upp skaltu fylgjast með uppsetningarstöðunni og reyna að forðast að vera nálægt hitaeiningunni; til að koma í veg fyrir titring í píputenningunum er nauðsynlegt að herða rörskelina; þegar pinnaleiðararnir eru beygðir ættu þeir að vera 5 mm stærri en rótarstærðin til að tryggja að Forðist að beygja pinnana og valda loftleka.

Fyrir afl MOSFET er krafist góðra hitaleiðniskilyrða. Vegna þess að afl MOSFETs eru notaðir við mikið álag, verður að hanna nægilega mikið hitastig til að tryggja að hitastig hólfsins fari ekki yfir nafngildið svo að tækið geti starfað stöðugt og áreiðanlega í langan tíma.

Í stuttu máli, til að tryggja örugga notkun MOSFETs, þarf að huga að mörgu og einnig þarf að grípa til ýmissa öryggisráðstafana. Meirihluti fagfólks og tæknifólks, sérstaklega meirihluti rafrænna áhugamanna, verður að halda áfram út frá raunverulegum aðstæðum sínum og taka hagnýtar leiðir til að nota MOSFET á öruggan og skilvirkan hátt.