MOSFET基知知識
1.場效應管名詞解釋、分類
場效應晶體管(FET)簡稱場效應管,它屬于電壓控制型半導體器件,主要特點是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層,具有輸入電阻高(108~109Ω)、噪聲小、功耗低、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域寬等優(yōu)點,現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。
場效應管分結型、絕緣柵型兩大類。結型場效應管(JFET)因有兩個PN結而得名,絕緣柵型場效應管(JGFET)則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。目前在絕緣柵型場效應管中,應用最為廣泛的是MOS場效應管,簡稱MOS管(即金屬-氧化物-半導體場效應管MOSFET);此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場效應管,以及最近剛問世的πMOS場效應管、VMOS功率模塊等。
按溝道半導體材料的不同,結型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種(見下圖1)。若按導電方式來劃分,場效應管又可分成耗盡型與增強型。結型場效應管均為耗盡型,絕緣柵型場效應管既有耗盡型的,也有增強型的。
MOS場效應管即金屬-氧化物-半導體型場效應管,英文縮寫為MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor),屬于絕緣柵型。所謂增強型是指:當VGS=0時管子是呈截止狀態(tài),加上正確的VGS后,多數(shù)載流子被吸引到柵極,從而“增強”了該區(qū)域的載流子,形成導電溝道。耗盡型則是指,當VGS=0時即形成溝道,加上正確的VGS時,能使多數(shù)載流子流出溝道,因而“耗盡”了載流子,使管子轉向截止。
MOS場效應管比較“嬌氣”。這是由于它的輸入電阻很高,而柵-源極間電容又非常小,極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電,而少量電荷就可在極間電容上形成相當高的電壓(U=Q/C),將管子損壞。因此出廠時各管腳都絞合在一起,或裝在金屬箔內,使G極與S極呈等電位,防止積累靜電荷。管子不用時,全部引線也應短接。在測量時應格外小心,并采取相應的防靜電感措施(MOS管存放方式)。
2.MOS管判定電極
將萬用表撥于R×100檔,首先確定柵極。若某腳與其它腳的電阻都是無窮大,證明此腳就是柵極G。交換表筆重測量,S-D之間的電阻值應為幾百歐至幾千歐,其中阻值較小的那,黑表筆接的為D極,紅表筆接的是S極。日本生產的3SK系列產品,S極與管殼接通,據(jù)此很容易確定S極。
3.MOS管使用注意事項
(1)、從場效應管的結構上看,其源極和漏極是對稱的,因此源極和漏極可以互換。但有些場效應管在制造時已將襯底引線與源極連在一起,這種場效應管的源極和漏極就不能互換了。
(2)、場效應管各極間電壓的極性應正確接入,結型場效應管的柵-源電壓vGS的極性不能接反。
(3)、當MOS管的襯底引線單獨引出時,應將其接到電路中的電位點(對N溝道MOS管而言)或電位點(對P溝道MOS管而言),以保證溝道與襯底間的PN結處于反向偏置,使襯底與溝道及各電極隔離。
(4)、MOS管的柵極是絕緣的,感應電荷不易泄放,而且絕緣層很薄,極易擊穿。所以柵極不能開路,存放時應將各電極短路。焊接時,電烙鐵必須可靠接地,或者斷電利用烙鐵余熱焊接,并注意對交流電場的屏蔽。
(5)、選擇MOS管三個重要參數(shù):Vgs / Id / Rds, 其中Rds越小功耗越小。