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MOS管檢測(cè)步驟-大小功率MOS管詳細(xì)分析與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)-KIA MOS管

信息來(lái)源:本站 日期:2019-06-10 

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MOS管,大小功率MOS管

MOS管

MOS管,把輸入電壓的變化轉(zhuǎn)化為輸出電流的變化。FET的增益等于它的跨導(dǎo), 定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。市面上常有的一般為N溝道和P溝道,


場(chǎng)效應(yīng)管通過(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。


大小功率MOS管詳細(xì)分析及總結(jié)

MOS管相比于三極管,開關(guān)速度快,導(dǎo)通電壓低,電壓驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單,所以越來(lái)越受工程師的喜歡,然而,若不當(dāng)設(shè)計(jì),哪怕是小功率MOS管,也會(huì)導(dǎo)致芯片燒壞,原本想著更簡(jiǎn)單的,最后變得更加復(fù)雜。這幾年來(lái)一直做高頻電源設(shè)計(jì),也涉及嵌入式開發(fā),對(duì)大小功率MOS管,都有一定的理解,所以把心中理解的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)一番,形成理論模型。MOS管等效電路及應(yīng)用電路如下圖所示:


MOS管,大小功率MOS管


把MOS管的微觀模型疊加起來(lái),就如下圖所示:


MOS管,大小功率MOS管


MOS管的輸入與輸出是相位相反,恰好180度,也就是等效于一個(gè)反相器,也可以理解為一個(gè)反相工作的運(yùn)放,如下圖:


MOS管,大小功率MOS管


下圖可以一眼看出,這就是一個(gè)反相積分電路,當(dāng)輸入電阻較大時(shí),開關(guān)速度比較緩慢,Cgd這顆積分電容影響不明顯,但是當(dāng)開關(guān)速度比較高,而且VDD供電電壓比較高,比如310V下,通過(guò)Cgd的電流比較大,強(qiáng)的積分很容易引起振蕩,這個(gè)振蕩叫米勒振蕩。所以Cgd也叫米勒電容,而在MOS管開關(guān)導(dǎo)通或者關(guān)斷的那段時(shí)間,也就是積分那段時(shí)間,叫米勒平臺(tái),如下圖圓圈中的那部分為米勒平臺(tái),右邊的是振蕩嚴(yán)重的米勒振蕩:


MOS管,大小功率MOS管


MOS管,大小功率MOS管


因?yàn)镸OS管的反饋引入了電容,當(dāng)這個(gè)電容足夠大,并且前段信號(hào)變化快,后端供電電壓高,三者結(jié)合起來(lái),就會(huì)引起積分過(guò)充振蕩,這個(gè)等價(jià)于溫控的PID中的I模型,要想解決解決這個(gè)米勒振蕩,在頻率和電壓不變的情況下,一般可以提高M(jìn)OS管的驅(qū)動(dòng)電阻,減緩開關(guān)的邊沿速度,其次比較有效的方式是增加Cgs電容。在條件允許的情況下,可以在Cds之間并上低內(nèi)阻抗沖擊的小電容,或者用RC電路來(lái)做吸收電路。下圖給出我常用的三顆大功率MOS管的電容值:LCR電橋直接測(cè)量。


MOS管,大小功率MOS管


從圖上可以看出,Inifineon6代MOS管和APT7代MOS管性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如碳化硅性能,它的各個(gè)指標(biāo)都很小,當(dāng)米勒振蕩通過(guò)其他手段無(wú)法降低時(shí),可以考慮更換更小的米勒電容MOS管,尤其需要重視Cgd要盡可能的小于Cgs。


MOS管的檢測(cè)

在修理電視機(jī)及電器設(shè)備時(shí),會(huì)遇到各種元器件的損壞,MOS管也在其中,這就是我們的維修人員如何利用常用的萬(wàn)用表來(lái)判斷MOS管的好壞、優(yōu)劣。在更換MOS管是如果沒(méi)有相同廠家及相同型號(hào)時(shí),如何代換的問(wèn)題。


作為一般的電器電視機(jī)維修人員在測(cè)量晶體三極管或二極管時(shí),一般是采用普通的萬(wàn)用表來(lái)判斷三極管或者二極管的好壞,雖然對(duì)所判斷的三極管或二極管的電氣參數(shù)沒(méi)法確認(rèn),但是只要方法正確對(duì)于確認(rèn)晶體三極管的“好”與“壞”還是沒(méi)有問(wèn)題的。同樣MOS管也可以應(yīng)用萬(wàn)用表來(lái)判斷其“好”與“壞”,從一般的維修來(lái)說(shuō),也可以滿足需求了。


檢測(cè)必須采用指針式萬(wàn)用表(數(shù)字表是不適宜測(cè)量半導(dǎo)體器件的)。對(duì)于大功率MOS管開關(guān)管都屬N溝道增強(qiáng)型,各生產(chǎn)廠的產(chǎn)品也幾乎都采用相同的TO-220F封裝形式(指用于開關(guān)電源中功率為50—200W的場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管),其三個(gè)電極排列也一致,即將三只引腳向下,打印型號(hào)面向自巳,左側(cè)引腳為柵極,右測(cè)引腳為源極,中間引腳為漏極如下圖所示。


MOS管,大小功率MOS管


MOS管測(cè)試步驟

把紅表筆接到MOS管的源極S;把黑表筆接到MOS管的漏極D,此時(shí)表針指示應(yīng)該為無(wú)窮大,如圖5-3所示。如果有歐姆指數(shù),說(shuō)明被測(cè)管有漏電現(xiàn)象,此管不能用。


MOS管,大小功率MOS管


保持上述狀態(tài);此時(shí)用一只100K~200K電阻連接于柵極和漏極,如圖5-4所示;這時(shí)表針指示歐姆數(shù)應(yīng)該越小越好,一般能指示到0歐姆,這時(shí)是正電荷通過(guò)100K電阻對(duì)大功率MOS管柵極充電,產(chǎn)生柵極電場(chǎng),由于電場(chǎng)產(chǎn)生導(dǎo)致導(dǎo)電溝道致使漏極和源極導(dǎo)通,所以萬(wàn)用表指針偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)的角度大(歐姆指數(shù)?。┳C明放電性能好。


MOS管,大小功率MOS管


此時(shí)在圖5-4的狀態(tài);再把連接的電阻移開,這時(shí)萬(wàn)用表的指針仍然應(yīng)該是MOS管導(dǎo)通的指數(shù)不變,如圖5-5所示。雖然電阻拿開,但是因?yàn)殡娮鑼?duì)柵極所充的電荷并沒(méi)有消失,柵極電場(chǎng)繼續(xù)維持,內(nèi)部導(dǎo)電溝道仍然保持,這就是絕緣柵型MOS管的特點(diǎn)。如果電阻拿開表針會(huì)慢慢的逐步的退回到高阻甚至退回到無(wú)窮大,要考慮該被測(cè)管柵極漏電。


MOS管,大小功率MOS管


這時(shí)用一根導(dǎo)線,連接被測(cè)管的柵極和源極,萬(wàn)用表的指針立即返回到無(wú)窮大,如圖5-6所示。導(dǎo)線的連接使被測(cè)MOS管,柵極電荷釋放,內(nèi)部電場(chǎng)消失;導(dǎo)電溝道也消失,所以漏極和源極之間電阻又變成無(wú)窮大。


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